李丰团队揭示PAK4激酶通过促进外泌体释放加剧黑色素瘤免疫抑制效应
中国医科大学李丰团队(周瑞智为第一作者)在PNAS发表研究,揭示PAK4激酶通过促进外泌体分泌加剧黑色素瘤免疫抑制的双重机制:激酶活性依赖地磷酸化ANXA2 Ser26以促进多泡体锚定,并以激酶活性非依赖方式将TRIM21滞留于细胞核、稳定SYT1促进SNARE复合体组装与膜融合。
黑色素瘤的免疫检查点阻断治疗显著改善了晚期患者预后,但仍有接近半数患者出现原发耐药,肿瘤来源外泌体被指为重要推手:外泌体PD-L1被视为PD-1/PD-L1抗体应答不佳的关键因素之一[1];黑色素瘤患者血浆中的肿瘤细胞来源外泌体能抑制CD8+ T细胞、下调NK细胞的NKG2D表达,构成免疫治疗的屏障[3];肿瘤外泌体还可经FasL诱导T细胞凋亡[4]。而清除外泌体PD-L1能在对抗体耐药的模型中抑制肿瘤生长并诱发系统性抗肿瘤免疫,说明其本身即是潜在治疗靶点[2]。可外泌体的分泌量由谁决定?辐照虽可剂量依赖地刺激B16F10黑色素瘤细胞释放外泌体[6],但调控外泌体大量释放的上游分子机制始终悬而未决。
中国医科大学李丰团队(周瑞智为第一作者)在PNAS发表的研究给出了一个分子答案:PAK4激酶在多泡体锚定和膜融合两个环节双重促进黑色素瘤外泌体分泌。在锚定阶段,PAK4以激酶活性依赖方式磷酸化ANXA2的丝氨酸26位点,促其由胞核转位至胞质并稳定S100A10,形成介导多泡体锚定于细胞膜的ANXA2-S100A10异源四聚体;在膜融合阶段,PAK4以激酶活性非依赖方式将E3泛素连接酶TRIM21滞留于细胞核,减少其对SYT1的泛素化降解,稳定的SYT1进而促进SNARE复合体组装、加速外泌体释放。由此产生的外泌体免疫抑制活性强烈,在小鼠模型中显著减少CD8+ T细胞数量并损害其功能;高表达PAK4的黑色素瘤细胞分泌富含PD-L1的外泌体,促进全身性免疫逃逸;在患者来源异种移植模型中,PAK4小分子抑制剂抑制肿瘤进展并降低循环外泌体PD-L1水平。
这项研究把“PAK4高表达与抗PD-1应答差”的临床关联落实到了可操作的外泌体分泌机器上,厘清PAK4-ANXA2-S100A10与PAK4-SYT1两条关键轴,为外泌体PD-L1这一治疗靶点[2]提供了上游可药物干预的调控节点,并把钙感应蛋白SYT1与肿瘤外泌体释放联系起来,拓展了对分泌调控网络的理解。同属“靶向激酶克服免疫治疗耐药”的思路,TBK1抑制联合PD-1阻断此前已在患者来源肿瘤模型中显示增效,但依靠的是降低肿瘤细胞对TNF和IFNγ的死亡阈值[5];PAK4通路则从削减免疫抑制性外泌体入手,提供了一个不同的联合切入点。
当然,疑问也随之而来:膜融合环节并不依赖PAK4的激酶活性,单纯的小分子激酶抑制剂能否充分覆盖这一分支值得追问;现有证据主要来自细胞实验及小鼠和PDX模型,PAK4抑制联合免疫检查点阻断能否让患者真正获益、安全性如何,仍需临床研究作答。
- 1.Mechanisms underlying low-clinical responses to PD-1/PD-L1 blocking antibodies in immunotherapy of cancer: a key role of exosomal PD-L1 · J Immunother Cancer 2021
- 2.Suppression of Exosomal PD-L1 Induces Systemic Anti-tumor Immunity and Memory · Cell 2019
- 3.Melanoma cell-derived exosomes in plasma of melanoma patients suppress functions of immune effector cells · Sci Rep 2020
- 4.Tumor exosomes expressing Fas ligand mediate CD8+ T-cell apoptosis · Blood Cells Mol Dis 2005
- 5.Targeting TBK1 to overcome resistance to cancer immunotherapy · Nature 2023
- 6.Exosome-Containing Preparations From Postirradiated Mouse ... · pmc.ncbi.nlm.nih.gov 2026
原文同时解析PAK4以激酶活性依赖与非依赖两种方式促进外泌体分泌的双重机制,为PAK4抑制剂与免疫检查点阻断联用提供分子层依据。
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