樹突狀細胞 (DCs)，特別是傳統的I型樹突狀細胞 (cDC1)，能夠呈遞腫瘤抗原以及分泌調節T細胞存活和效應功能的細胞因子【1, 2】。在抗腫瘤免疫應答過程中，腫瘤內的cDC1招募T細胞進入腫瘤【3】，重新刺激和擴增腫瘤特異性CD8+ T細胞，並通過促進T細胞的幹性來支持T細胞效應功能【4】。而腫瘤細胞（包括腫瘤幹細胞）通常通過分泌免疫抑製因子和產生免疫抑製腫瘤微環境來逃避免疫係統，以阻止腫瘤部位DCs的募集和激活【5-7】。團隊前期發現在腫瘤細胞（尤其是腫瘤幹細胞）中Arf1的缺失激活了T細胞介導的免疫反應，在多種小鼠和PDX腫瘤模型中產生了強大的抗腫瘤作用【8】。然而，腫瘤細胞、DC和T細胞在Arf1缺失的腫瘤微環境中激活抗腫瘤免疫的關係仍然未知。
2023年10月2日，侯憲玉教授研究團隊在Advanced Science雜誌上發表題為Arf1 Ablation in Colorectal Cancer Cells Activates a Super Signal Complex in DC to Enhance Anti-Tumor Immunity的研究論文。本項研究揭示了Arf1缺失的腫瘤細胞釋放的免疫原性因子能夠誘導並激活DC細胞中的超級信號傳導複合物，進一步通過釋放細胞因子和趨化因子共同調節DC的抗原呈遞以及促進T細胞腫瘤浸潤、交叉啟動和幹性。
作者首先通過共培養實驗確認了Arf1缺失的腫瘤細胞釋放了相關因子同時激活了DCs中NLRP3炎症小體信號通路，cGAS-STING信號通路與NF-κB信號通路，並促進IFNβ的分泌。進一步，作者發現在DCs中使用CRISPR-Cas9技術敲除cGAS和STING可顯著抑製DCs的活化與炎症因子Ifnα，Ifnβ和Cxcl10的表達。
隨後作者在Arf1缺失的CT26細胞的上清中檢測到了更多的HMGB1-gDNA複合體。為驗證HMGB1對於DCs活化的調控作用，作者在Arf1敲除的CT26中利用抗體中和HMGB1的活性，結果發現DC2.4細胞中cGAS-STING信號通路的活化、NLRP3炎症小體的激活與NF-κB信號通路的活化均被顯著抑製。此外，作者發現Arf1缺失的腫瘤細胞上清液中含有更高豐度的氧化低密度脂蛋白（OxLDL）。進一步使用外源性OxLDL處理DC2.4細胞並發現OxLDL可誘導DC2.4細胞中炎症小體的激活並上調活性的IL-1β，以及ASC斑點增加，這些結果表明OxLDL可直接激活DCs中的炎症小體。同時，外源性 OxLDL 與 DCs 中活化的 Caspase-1 共定位，表明 OxLDL 可能直接與 Caspase-1 結合並誘導 DCs 中炎症體的組裝和激活。
緊接著作者鑒定了可能介導Arf1缺失引發從腫瘤細胞到DC的信號傳遞的受體。對DCs中不同受體檢測中，作者發現 Arf1缺失引發活化的DCs中Cd36、Tlr2和Tlr6表達量顯著上調。通過免疫熒光和免疫共沉澱實驗檢測到CD36在Arf1缺失導致激活的DCs中與TLR2和TLR6共定位，形成了一個核心受體複合物。而在利用CRISPR-Cas9技術敲除了DCs中的Cd36、Tlr2或Tlr6，或在共培養係統中用藥物抑製了核心受體的功能之後，Arf1缺失對DCs的激活現象顯著減弱。
隨後作者觀察到配體-核心受體複合物通過直接結合Arf1抑製刺激的DC中的Rab7被招募到吞噬體中。同時，腫瘤來源的DNA和外源性OxLDL的配體也在DCs中與Rab7共定位。此外，過度表達的cGAS和細胞膜傳感器NLRP3分別與腫瘤來源的DNA和外源性OxLDL在DCs中聚在一起。這些結果共同表明了這樣一個模型，即配體-核心受體複合物被內化到DC中，然後被招募到吞噬體中，其中自由配體分別被不同的細胞膜傳感器識別，形成一個超級信號複合物，激活NF-κB、cGAS-STING和NLRP3炎症體三重途徑，在DC中產生CCL5、I型IFN、CXCL10和IL-1家族細胞因子。
隨後通過與對照或Arf1缺失的腫瘤細胞預共培養DC, 然後用幼稚CD8 OT1 T細胞重新培養處理過的DC，作者發現與後一組別DC共培養的CD8 OT1 T細胞中的SIINFEKLMHC-I四聚體的頻率顯著增加並產生更多的IFNγ。而對於超級信號複合物或cGAS-STING信號通路的抑製消除了DC的這種增強效果。這些結果共同表明，Arf1消融刺激的DC具有增強的交叉啟動和激活幼稚CD8+ T細胞的能力。
最後作者體內驗證了在攜帶Arf1缺失的腫瘤細胞的小鼠中，利用抗體中和I型IFNs和IL - 1β細胞因子會抑製因Arf1缺失引起的腫瘤消退、幹細胞樣CD8+ T細胞數量增加以及CD8+ T細胞腫瘤殺傷能力的增強。
綜上所述，Arf1缺失的腫瘤細胞釋放OxLDL，HMGB1和基因組DNA，它們共同與DC表麵上CD36/TLR2/TLR6的共受體複合物結合。此複合物然後由Rab7介導轉移進內體，並進一步招募NF-κB，NLRP3炎症小體和cGAS-STING三個通路的組分而形成一個超級信號複合體，激活三通路並產生CCL5，IL-1β，1型IFN和CXCL10。這些細胞因子共同促進DC 活化、增強CD8+ T細胞腫瘤浸潤、交叉啟動和幹性。
圖1 Arf1缺失的腫瘤細胞誘導抗腫瘤免疫的分子機製作用模式圖