磷酸肌醇转运蛋白OSBPL2调控T细胞抗肿瘤免疫的机制研究

Lipid metabolism plays important roles in antitumor immunity, but the underlying mechanisms remain elusive. Our earlier study shows that cholesterol metabolism can regulate the tumor killing function of T cells (Nature 2016). In this project, we will focus on the function of phospholipid metabolism in T-cell antitumor response. We already find that the metabolism of PIP2 is evidently altered in functionally exhausted T cells in the tumor microenvironment. PIP2 biosynthsis genes are downregulated whereas PIP2 transportation gene Osbpl2 is upregulated. In T cells, OSBPL2 transports PIP2 from the plasma membrane to intracellular membrane compartments, thus suppressing T cell activation. We will use a combined toolbox, including immunology, biochemistry, to study the roles of OSBPL2 in PIP2 metabolism and T cell activation. The contribution of OBSPL2 in T-cell antitumor immunity will be assessed by the already acquired Osbpl2 conditional knockout mice. We will also study the epigenetic reason of Osbpl2 upregulation in tumor infiltrating T cells, and develop new means of cancer immunotherapy based on the manipulation of Osbpl2 expression level. This study will lead to better understanding of lipid metabolism in antitumor immunity and provide new avenues for treating cancer.

脂质代谢对T细胞免疫应答起着关键的调控作用，然而其中的分子机制还远未阐明。本课题组前期的研究已证明胆固醇代谢调控T细胞的肿瘤杀伤功能（Nature 2016），本项目将开拓性研究磷脂代谢对T细胞肿瘤免疫应答反应的调控机制。我们的前期研究已表明磷脂PIP2的代谢在功能耗竭T细胞中发生异常，合成代谢下调而负责PIP2转运的OSBPL2异常上调。T细胞中初步的功能实验已表明OSBPL2能下调细胞质膜的PIP2水平，从而抑制T细胞的活化。我们将进一步利用免疫学与生物化学等技术研究OSBPL2对PIP2代谢以及T细胞功能的调控机制；利用已构建的Osbpl2条件性敲除小鼠研究OSBPL2对T细胞抗肿瘤功能的作用；同时研究OSBPL2在肿瘤微环境中异常上调的表观遗传调控机制；最后发展干预Osbpl2表达的肿瘤免疫治疗方法。使我们进一步理解脂质代谢对T细胞免疫应答的调控机制，并为肿瘤免疫治疗提供新的思路。

脂质代谢对T细胞免疫应答起着关键的调控作用，然而其中的分子机制还未阐明。有研究证明胆固醇代谢调控T细胞的肿瘤杀伤功能，本项目研究T细胞内胆固醇转运对T细胞肿瘤免疫应答反应的调控机制。前期研究证明增加胆固醇细胞膜可以促进T细胞信号转导并提高T细胞对肿瘤细胞的杀伤功能，我们在T细胞系Jurkat筛选出胆固醇转运蛋白OSBP（Oxysterol-binding protein）家族中可以增加细胞膜胆固醇水平的成员OSBPL2（Oxysterol-binding protein related protein 2）。OSBPL2过表达的Jurkat细胞TCR活化信号分子磷酸化增强，活化标志物CD69水平增加。构建OSBPL2条件性敲除小鼠和条件性过表达小鼠研究其对原代T细胞活化和免疫应答的影响。小鼠中敲除OSBPL2并不影响T细胞的体外活化，对肿瘤的生长也没有影响，可能是由于家族中其他蛋白的补偿。在小鼠中过表达OSBPL2会影响小鼠的发育，并且抑制初始T细胞的活化，但在二次刺激的时候OSBPL2会促进T细胞的信号转导及肿瘤杀伤功能。这是因为OSBPL2在向细胞质膜转运胆固醇的同时也把PI(4,5)P2转运到内体，而PI(4,5)P2在T细胞信号转导中发挥关键调控作用。OSBPL2通过对胆固醇和PI(4,5)P2的双向转运功能调控T细胞的免疫应答作用，并且为发展基于OSBPL2的细胞免疫治疗方法提供新思路。