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前列腺癌(ai)（Prostate Cancer，PCa）是全球(qiu)男性第二大高发(fa)恶性肿瘤，其发病率和死亡率持續攀升，每(mei)年导致数十萬患者死(si)亡。尤其是当癌症发展到(dao)晚期轉移阶段，患者预(yu)后將顯著恶化。盡管以PD-1/PD-L1抑製剂為代表的免疫檢查點疗法在多種恶性肿瘤治疗中(zhong)取得顯著成(cheng)效，其(qi)针對免疫"冷肿瘤"特性的PCa卻收效甚(shen)微。这類肿瘤具有独特(te)的免疫逃逸能力(li)，能够(gou)有(you)效躲避機體免疫监視，具體機製至(zhi)今仍是肿瘤免疫(yi)治疗领域亟待攻克的重要科學难題。
最近，浙江大學医學院(yuan)附屬邵逸夫医院陈藝成/丁國庆/余燕岚/张杰團(tuan)隊(dui)於Cancer Res（IF=16.6）雜志上发表了題為“Prostate Cancer Cells Secrete PD-1 in Exosomes to Enhance Myeloid-Derived Suppressor Cell Activity and Promote Tumor Immune Evasion”的研究论文。该研究基於臨床隊列統計(ji)分析和(he)動物、細胞模型的組學分析，发現原本應该出現(xian)在(zai)免疫細胞上的PD-1分子在前列腺癌細胞上(shang)也有表達，並與预后不良高度(du)相(xiang)關。因此進一步探索肿(zhong)瘤細胞内源(yuan)性PD-1表達在免疫逃逸方向(xiang)的機(ji)製作用，為前列腺癌免疫治疗方(fang)案提供(gong)了新的思路。
北京青莲百奥生物科技有限公司為该研究提供了蛋(dan)白質組學檢測服(fu)務。
研究結果
一、PCa中PD-1與肿(zhong)瘤的恶性程度(du)呈正相關
研究采用qPCR和WB檢測了正常(chang)前列腺(xian)上皮細胞系RWPE-1及多(duo)種PCa細胞(bao)系中PD-1的mRNA和蛋白表達水平。結果顯示(shi)，與正常前(qian)列腺上皮細胞相比，PCa細胞中的PD-1表達顯著上(shang)調(diao)。通過雙免疫荧光標(biao)記发現，肿瘤組織内存在内源性PD-1表達，仅在浸润的免疫(yi)細胞(bao)中觀察到少量共定位現象。随后的流(liu)式分(fen)析也同樣顯示，在上皮細(xi)胞黏附分子（EpCAM）標記的PCa上皮細胞中可檢測到PD-1阳性表達。
臨床分析中，研究團隊對近百例前列腺(xian)癌(ai)臨床樣本進行統計，並(bing)計算其Gleason評分。通過qPCR和IHC分別檢測基因(yin)和蛋白表達水平，发現肿瘤恶性程(cheng)度與癌細胞PD-1表達水平呈顯著正(zheng)相關。
二、PD-1在PCa中通過調節免(mian)疫途径促進(jin)肿瘤生长
為了探究内源性PD-1對PCa肿瘤生长的影響，研究通過CRISPR-Cas9在RM-1 PCa細胞中構建了Pdcd1敲除細胞模型。檢測顯示，Pdcd1缺失並未顯著(zhu)影(ying)響細胞增殖能力，但將Pdcd1敲(qiao)除(chu)的PCa細胞皮下接種至野生型C57BL/6J小鼠體内時，发現其(qi)體内(nei)生长受到顯著抑製。相比(bi)之下，過表(biao)達PD-1的PCa細胞在小鼠體内呈現快速生长趨勢(shi)，而體外增殖也未(wei)受影響。
進一步觀(guan)察发現，内源性PD-1的促肿瘤效應(ying)與其(qi)T細胞免疫功能(neng)密(mi)切相關，肿瘤組織的免疫荧(ying)光(guang)染色也顯示，在肿瘤細(xi)胞中的(de)PD-1過(guo)表達會导(dao)致CD8+ T細胞(bao)浸润顯著减少。因此研究認為，PCa中(zhong)的内源(yuan)性PD-1可能通過調控CD8+ T細胞的浸润來(lai)影響肿瘤生长，这種免疫調節作用可能(neng)普遍存在於多種肿瘤類型中。
三、MDSCs在肿瘤内源性PD-1介导的免疫抑製中发挥關键作用
為了探究肿瘤中(zhong)内源性PD-1介(jie)导的(de)免疫調節機製，研究對小鼠(shu)皮下移植PCa模型進行了全面(mian)的單細(xi)胞測序分析。結(jie)果表(biao)明，PD-1介导的免疫抑製可能涉及多種細胞類型，包括骨髓來源的(de)抑製性(xing)細胞（MDSCs）、單(dan)核細(xi)胞、CD8+ T細胞和自然杀伤(shang)（NK）細胞。其(qi)中最顯著的變化出現在MDSCs和CD8+ T細胞中(zhong)，这一結果也通過流(liu)式分析證實。PMN-MDSCs被廣泛認(ren)為是病理激活中性粒細胞的一個(ge)亚群，具有出強大的(de)免疫抑製活性，並(bing)通過抑(yi)製CD8+ T細胞和NK細胞介导的免疫應答來促進肿瘤進(jin)展。因此，研究推測(ce)CD8+ T細胞和PMN-MDSCs可能是肿(zhong)瘤内PD-1效應的潜在靶細胞。
為阐明(ming)MDSCs在PD-1介导的免疫抑製(zhi)中的潜在作用，研究建立了小鼠模(mo)型(xing)，通過化疗药物吉西(xi)他滨（GEM）清除(chu)MDSCs，发現(xian)其(qi)消除了内源性PD-1在前列腺癌中誘导的促(cu)肿(zhong)瘤效應。此(ci)外，清除(chu)MDSCs后PD-1誘导的脾(pi)肿大症状顯著缓解。这些結果說明(ming)，MDSCs可能是内源性PD-1介导前列腺癌免疫(yi)抑製的關键(jian)細胞。
四、USP7是PCa中PD-1的重要稳定調節剂
PCa細胞系PC3中的PDCD1 mRNA表達與PD-1蛋白(bai)表(biao)達並不一致，推測蛋白質稳定性是导致(zhi)这一現象的(de)關键因素。泛素化(hua)/去泛素化系(xi)統是内源性蛋白質稳定化的(de)常见機製，為了(le)鉴定調(diao)控PD-1稳定性的(de)潜在去泛(fan)素化酶，研究團隊从(cong)Jurkat細胞中免疫(yi)沉(chen)淀PD-1-Flag蛋白，並通(tong)過質谱(pu)分析鉴定相互作用蛋(dan)白。发現USP7可能在PD-1去泛素化(hua)調控中发挥(hui)關键酶作用，通(tong)過免疫沉(chen)淀分析截短的USP7蛋白，觀察(cha)到其C端UBL結(jie)構域是PD-1與USP7結合的關键區域。敲低USP7后，PD-1的泛素化水平顯著升高，通過對USP7活性位點内個關键残基進(jin)行定點突變，觀察到其(qi)對PD-1的稳定功能被(bei)完全(quan)破坏，导致PD-1的泛素化水平急劇上(shang)升。轉(zhuan)染代表蛋白酶體降解(jie)信號的Ub-K48后，USP7顯著降低Ub-K48水平，而催化失活突變體則喪失该能力。随后分析五種PCa細胞系(xi)中的USP7和PD-1蛋白(bai)水平，发現兩者之間存在顯著(zhu)相關性，免疫沉(chen)淀實(shi)驗也驗證了USP7與PD-1在C4-2和Jurkat細胞(bao)中的相互作用。
USP7基因敲低持續导致PD-1泛(fan)素化水平顯(xian)著升高，而USP7的抑製剂P22077和P5091能有效降低前列(lie)腺癌細胞中(zhong)的PD-1表達水平。為(wei)了驗證USP7抑製是否可消除肿瘤來(lai)源外泌體介导的PD-1免疫抑(yi)製作用，研究使用USP7敲低的前列腺癌細胞進行皮下肿(zhong)瘤生成實(shi)驗，发現能顯著抑製小鼠前列(lie)腺癌細胞的生长，同時伴随(sui)CD8+ T細胞浸(jin)润顯著增加和(he)MDSCs数量大幅减少。
五、靶(ba)向抑製USP7使PCa細(xi)胞對ICB治疗敏(min)感
為(wei)驗證(zheng)USP7在小(xiao)鼠模型中對MDSCs的主要作用是否通過(guo)PD-1依赖機製實現(xian)，研(yan)究進行了Pdcd1敲除+USP7敲低的聯合(he)，以評估其對MDSC調控的潜在(zai)叠(die)加效應。皮下肿(zhong)瘤形成實(shi)驗顯示：單独(du)敲(qiao)低USP7或敲(qiao)除(chu)Pdcd1均能顯(xian)著抑製肿瘤進展，其中后者效(xiao)果更為顯著。而聯合敲除Pdcd1和USP7相较(jiao)於(yu)單独敲除Pdcd1未能展現出更優的抑(yi)瘤效果(guo)。流式分析也證實，單独敲除Pdcd1與聯合敲除Pdcd1和USP7的(de)肿(zhong)瘤模型中，MDSC浸润水平相当。因此可以證明，USP7主要通過PD-1介导(dao)的機製調控MDSCs。
随后，研究(jiu)評估了USP7抑(yi)製剂(ji)P5091與PD-1單克隆抗體聯合治疗PCa在小鼠模(mo)型(xing)中的疗效，发現当P5091與PD-1單抗聯用時，能顯著抑製(zhi)前列腺癌進展(zhan)並提高免疫功能正常雄性C57BL/6J小鼠(shu)的总體生存率，同時伴随(sui)CD8+ T細胞(bao)浸润增加和MDSCs（尤其是PMN-MDSCs）浸(jin)润减少。可以證實(shi)USP7敲低介导的PD-1降解(jie)在上述荷瘤小鼠模型中起關键作(zuo)用。綜上所述，本(ben)研究揭示前列(lie)腺癌中的内源性PD-1通過外泌(mi)體運輸介导JAK-STAT3激活，進而驅動MDSCs生成與活化(hua)。这些发現凸顯了靶向USP7開发小分子(zi)抑製剂作為前列腺癌治疗(liao)新策略的巨大潜力。
研究結论
本文研究(jiu)了PD-1在PCa中的表達(da)和功能，並揭示了對肿瘤(liu)微(wei)環境的影響。癌(ai)細胞中PD-1的表達與Gleason分級和轉(zhuan)移(yi)呈正相關，但與PCa患者(zhe)的CD8+ T細胞浸润呈负相關。PCa細胞在外泌體中分泌PD-1，通(tong)過激(ji)活JAK/STAT3信號傳导增強MDSCs的活性。激活的MDSC反(fan)過來减少了CD8+ T細胞在肿瘤内(nei)的(de)浸润，促進(jin)了肿(zhong)瘤免疫逃逸。泛素特异(yi)性蛋白酶(mei)USP7誘导(dao)去泛素化，提高(gao)PCa中PD-1的豐度，USP7抑製使PCa肿瘤對抗PD-1抗體治疗敏感。鉴於目前免疫治疗方法對PCa的疗(liao)效一(yi)般，抑製攜带(dai)PD-1的外(wai)泌體分泌或USP7功能的(de)策略可能會成為治(zhi)疗PCa的有前途的免(mian)疫刺激干预措施。
因此，本研究阐明了由USP7調控的(de)肿瘤(liu)來源PD-1通過外(wai)泌體(ti)介导的途径激活PMN-MDSCs，从而导(dao)致免疫抑製研究為前列(lie)腺癌肿瘤微環境的免疫抑製機製提供了新(xin)的见解，並為晚期前列(lie)腺癌提供了(le)一個新的治疗靶點。
參考文献
[1] Zhang J, Chen W, Chen Y, et al. Prostate Cancer Cells Secrete PD-1 in Exosomes to Enhance Myeloid-Derived Suppressor Cell Activity and Promote Tumor Immune Evasion. Cancer Res. 2025 Jul 23.
青莲百奥合作文章
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