15221734409
《Nature Cell Biology》
影响因子：19.1
期刊ISSN：1465-7392（Print）；1476-4679（Online）
分区：中科院1区 TOP期刊
发文量：274/年（2025年）
自引率：1.20%
平均审稿速度：3.0月
一、 研究思路
l 临床样本：健康人 + 结直肠癌患者（回肠、结肠、肿瘤、淋巴结、外周血）；13 例接受 PD-1 治疗的 MSI-H 患者
l 动物模型：野生型小鼠、Cd160基因敲除小鼠；AOM/DSS 炎症肠癌、MC38（MSI）、CT26（MSS）、PD-1 耐药肠癌模型
l 核心技术：单细胞多组学、TCR 克隆谱系分析、体外 T 细胞耗竭模型、细胞过继转移、Co-IP/PLA/ 分子动力学（蛋白互作）
二、 研究背景
结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一。近年来，PD-1免疫检查点抑制剂已成为MSI-H（微卫星高度不稳定）结直肠癌的重要治疗方案，但绝大多数患者，尤其是MSI-H型患者，对免疫治疗反应较差，其根本原因在于肿瘤微环境中存在严重的T细胞耗竭（T cell exhaustion）和免疫抑制。
已有研究发现，CD8⁺ T细胞是发挥抗肿瘤免疫作用的核心效应细胞，而不同来源组织中的CD8⁺ T细胞具有明显异质性。特别是回肠（ileum）和结肠（colon）作为肠道不同区域，其免疫组成存在显著差异，但这些差异是否决定了结直肠癌免疫微环境形成，以及是否存在具有持续杀伤能力、能够抵抗终末耗竭（terminal exhaustion）的特殊CD8⁺ T细胞亚群，目前尚未得到系统阐明。
因此，该篇研究利用大规模单细胞多组学分析，系统绘制正常肠道及结直肠癌免疫图谱，寻找决定抗肿瘤免疫的新型T细胞亚群，并解析其调控机制，为提高PD-1免疫治疗疗效提供新的治疗策略。
三、 研究结果
1、 CD160⁺CD8⁺ T细胞在正常肠道中富集，并在结直肠癌中逐渐减少
研究人员首先整合单细胞RNA测序、TCR/BCR测序及Bulk RNA测序数据，构建了结直肠癌不同组织来源的免疫细胞图谱。结果发现，回肠组织中富集大量CD160⁺CD8⁺ T细胞，而随着组织由回肠、正常结肠逐渐向肿瘤组织演变，该细胞亚群比例持续下降，与此同时，终末耗竭T细胞比例不断增加。进一步结合TCR克隆谱分析发现，CD160⁺CD8⁺ T细胞具有较强的克隆扩增能力，并主要来源于肠道组织而非外周血，提示其是肠道固有免疫系统中的重要效应T细胞群体，在维持肠道免疫监视及抗肿瘤免疫中发挥关键作用。
2、 CD160⁺CD8⁺ T细胞具有更强的细胞毒作用和抗耗竭能力
为了进一步评价CD160⁺CD8⁺ T细胞的功能特征，研究人员建立了体外慢性刺激诱导的T细胞耗竭模型，并开展肿瘤细胞共培养实验。结果显示，与CD160⁻CD8⁺ T细胞相比，CD160⁺CD8⁺ T细胞表达更高水平的Granzyme B，同时TIM3和PD-1等终末耗竭标志物表达明显降低，说明其具有更强的细胞毒活性和更好的抗耗竭能力。在与MC38肿瘤细胞共培养过程中，CD160⁺CD8⁺ T细胞能够诱导更多肿瘤细胞死亡。此外，体内追踪实验进一步证实，该细胞亚群具有更强的肿瘤浸润能力，并可在肿瘤微环境中逐渐获得肿瘤抗原特异性，表现出持续增强的抗肿瘤活性。
3、 过继转移CD160⁺CD8⁺ T细胞能够显著抑制结直肠癌进展
为验证CD160⁺CD8⁺ T细胞的体内抗肿瘤作用，研究人员分别在AOM/DSS诱导的炎症相关结直肠癌模型和MC38皮下移植瘤模型中进行了过继转移实验。结果显示，接受CD160⁺CD8⁺ T细胞治疗的小鼠肿瘤数量明显减少，肿瘤体积显著缩小，肿瘤组织内Granzyme B阳性CD8⁺ T细胞比例明显增加，而接受CD160⁻CD8⁺ T细胞的小鼠则未观察到明显的抑瘤效果。这些结果表明，CD160⁺CD8⁺ T细胞具有显著的体内抗肿瘤能力，可有效抑制结直肠癌发生和发展。
4、 CD160缺失促进T细胞终末耗竭并加速肿瘤生长
为了明确CD160在抗肿瘤免疫中的功能，研究人员构建了Cd160基因敲除小鼠，并建立结直肠癌模型进行验证。结果发现，Cd160缺失后，小鼠肿瘤数量和肿瘤体积均明显增加，肿瘤浸润CD8⁺ T细胞的细胞毒功能显著下降，Granzyme B表达减少。同时，具有持续增殖潜能的TCF1⁺PD-1⁺祖细胞样耗竭T细胞比例下降，而TCF1⁻PD-1⁺终末耗竭T细胞显著增多。进一步进行CD160⁺CD8⁺ T细胞过继转移后，上述异常均得到明显改善，说明CD160对于维持CD8⁺ T细胞功能、延缓终末耗竭及发挥持续抗肿瘤作用具有重要意义。
5、 CD160⁺CD8⁺ T细胞可提高PD-1免疫治疗疗效并克服部分耐药
研究人员进一步评估了CD160⁺CD8⁺ T细胞与PD-1免疫治疗之间的关系。研究结果显示，在MSI-H结直肠癌模型中，联合过继转移CD160⁺CD8⁺ T细胞和抗PD-1抗体治疗能够较单独PD-1治疗更显著地抑制肿瘤生长，提高治疗效果。在抗PD-1耐药模型中，输入CD160⁺CD8⁺ T细胞同样能够恢复部分肿瘤对PD-1治疗的敏感性。此外，临床队列分析发现，CD160高表达患者具有更长的无进展生存期，提示CD160不仅具有重要的抗肿瘤生物学功能，还可作为预测免疫治疗疗效的潜在生物标志物，并有望成为提高PD-1免疫治疗效果的新型细胞治疗靶点。
6、 CD160通过激活PI3K–AKT–NF-κB信号通路增强CD8⁺ T细胞细胞毒功能
研究人员进一步通过机制研究发现，CD160不仅是CD8⁺ T细胞的表面标志分子，还直接参与细胞内信号转导。研究发现，CD160能够直接结合PI3K调节亚基p85α，并激活PI3K–AKT信号通路，促进NF-κB进入细胞核，从而上调FcεR1γ和4-1BB等关键效应分子的表达，最终增强Granzyme B介导的细胞毒作用。进一步敲低p85α后，AKT磷酸化水平及Granzyme B表达均明显下降，而敲低p110δ则未产生明显影响，提示CD160主要通过PI3K p85α介导信号激活，促进CD8⁺ T细胞抗肿瘤功能。
四、 研究结论
该篇研究首次通过单细胞多组学系统绘制了结直肠癌不同组织来源的免疫图谱，鉴定出一种来源于肠道、具有高度细胞毒性且能够抵抗终末耗竭的新型CD160⁺CD8⁺ T细胞亚群。研究证实，该细胞群能够持续扩增、有效浸润肿瘤，并显著抑制MSI-H 及炎症诱导型结直肠癌发展。
机制研究进一步揭示，CD160并不仅是细胞表面标志，而是通过直接结合PI3K调节亚基p85α，激活PI3K-AKT-NF-κB信号通路，上调FcεR1γ和4-1BB等关键效应分子，从而增强CD8⁺ T细胞杀伤功能并维持其祖细胞样耗竭 T 细胞状态，避免进入终末耗竭。
动物实验进一步证明，无论是在炎症诱导CRC模型还是移植瘤模型中，过继转移CD160⁺CD8⁺ T细胞均可显著抑制肿瘤生长，并增强PD-1免疫治疗疗效，甚至在部分耐药模型中恢复治疗敏感性。
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