【原】EMBO J丨肿瘤细胞外囊泡掺杂内源性逆转录病毒影响免疫系统的肿瘤抗原识别

hzangs 2024-01-03 发布于上海

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细胞分泌细胞外囊泡（EVs）和非囊泡细胞外纳米颗粒（NVEPs或ENPs），在细胞间通讯中发挥作用。然而，肿瘤细胞内源性逆转录病毒可能会随着细胞外囊泡同时被分离，对树突状细胞的功能产生不同影响。肿瘤来源的不同EVs被认为能够诱导抗原呈递细胞的免疫启动或免疫抑制。这种差异的功能是由EV亚型和ENPs中组成成分的不确定而引起的。

来自法国巴黎文理研究大学的研究人分离了小鼠肿瘤细胞系分泌的EVs和ENPs，在许多肿瘤细胞产生的EV制备中鉴定出内源性小鼠白血病病毒的病毒样颗粒（VLPs）。在对EVs与VLPs和ENPs精准分离后发现，小型EVs和大型EV/VLP特异性诱导树突状细胞免疫功能上有不同的表现。相关内容以“Extracellular vesicles and co-isolated endogenous retroviruses from murine cancer cells differentially affect dendritic cells”为题发表于12月11日的国际著名分子和细胞生物学期刊EMBO Journal上。

细胞间通讯在所有组织中都至关重要，尤其是在肿瘤微环境中，肿瘤细胞必须作用于周围的基质和免疫细胞最终形成实体肿瘤。细胞可以通过可溶的分泌因子与细胞外介质进行通信，还可以通过细胞外囊泡（EVs）和其他非囊泡的细胞外纳米颗粒（NVEPs，在这里缩写为ENPs）进行通信。在过去的几年中，新型EVs的分离和检测技术的发展增加了我们对EVs/ENPs的异质性的了解，并强调了非囊泡的细胞外颗粒的新亚型的存在，如exomeres、supermeres和超分子攻击颗粒（supramolecular attack particles）。然而，除了后者显示杀伤活性外，对这些新发现颗粒的生物学功能仍知之甚少。此外，大多数情况下，我们所看到的EVs的功能实际上是各种EV亚型（混合的内源体释放的外泌体exosomes和质膜源性的ectosomes）、ENPs和其他被统称为污染物的成分（可溶蛋白质、脂蛋白等）的混合物所引起的，因此需要明确每种EV和ENP亚型的特定属性和功能。

病毒感染为囊泡分泌物带来了额外的复杂性。病毒依赖于宿主细胞的生物过程来生存并形成病毒颗粒。特别是，包膜病毒被包裹在宿主细胞源的脂质双层膜中，在HIV的情况下，会使用EV形成机制形成。因此，作为不具备复制自主能力的细胞源脂质双层封闭颗粒，包膜病毒可以被视为EVs的一种亚型。此外，病毒感染还导致与病毒一起产生非传染性颗粒，其中包含病毒组分，包括衣壳（称为病毒样颗粒，VLPs），并修改内源EVs的数量和组成，这些EVs也可能包含病毒组分。内源逆转录病毒（ERVs）是包膜病毒颗粒和修改的内源EVs的潜在来源。ERVs插入到高等生物的基因组中，但不一定是病理过程的一部分，因为它们通常是突变或被抑制的，因此不能形成传染性病毒颗粒。然而，在生理或病理条件下，它们的传染性可以恢复，例如在免疫缺陷模型或小鼠肿瘤中。

在肿瘤微环境中，肿瘤细胞通过EVs和ENPs的作用部分促使基质和免疫系统周围细胞发生变化。然而，肿瘤细胞释放的EVs/ENPs对免疫系统的实际影响存在争议：有证据显示由肿瘤抗原转移导致的免疫应答激活，反之亦然，存在免疫抑制功能。这种差异可能是由于这些研究中使用的不同分离方法和条件，导致了异质EVs、ENPs和相关污染物的不同组合，每种组合都具有其特定且有时是对立的功能。

肿瘤源性EVs（内源或通过生物工程制备）可以携带产生细胞的抗原，这些抗原可以是原生的，也可以是以MHC-I复合物形式呈现在EV膜上的肽段，并将其转移到树突状细胞（DCs），从而引发T细胞介导的抗肿瘤反应和肿瘤排斥反应。未成熟的DCs监测外周组织并具有高摄取能力。一旦它们捕获到抗原并感知到微环境，它们最终可以成熟并迁移到淋巴结，特别是如果它们检测到损伤、病原体或炎症分子。在那里，它们可以激活或耐受T细胞，这取决于感知到的信号。除了含有抗原外，有人提出EVs具有固有佐剂效应，这是由于存在损伤相关分子模式（DAMPs），这可能解释了为什么EVs在将抗原转移到抗原呈递细胞（APCs）方面比可溶蛋白更有效。然而，抗原转移能力或DAMPs是否由所有EV亚型或ENPs携带，还是只有一些特定类型，目前尚不清楚。

在这项研究中，研究人员首先通过对来自小鼠乳腺肿瘤细胞系EO771的EVs和ENPs进行表征来说明以上问题。研究人员在制备中发现了大量的包膜病毒样颗粒（VLPs），其中包括一些具有传染能力，确认这些VLPs是由内源性小鼠白血病病毒（MLV）产生的。在其他12个肿瘤细胞系中，也观察到了病毒gag蛋白或VLPs，但在两个肺癌细胞细和一个免疫活化的成纤维细胞系中未观察到。研究人员建立了一个可靠地将VLPs与其他小型EVs和ENPs分离的系统。研究人员通过定量蛋白质组学分析表征了肿瘤颗粒亚型，并分析了它们在体外转移抗原和激活树突状细胞的能力。结果显示，ENPs捕获效率较低，且不影响树突状细胞。VLP缺失的小型EVs在诱导特异性免疫反应方面有限。相反，大型EVs和VLPs的混合物显示了最高的免疫激活潜力，诱导树突状细胞成熟和抗原呈递效果最好。总的来说，这项研究重新评估了小鼠肿瘤产生的非病毒EVs和VLPs的相对比例和功能，以及它们对肿瘤进展的贡献。

参考文献：Extracellular vesicles and co-isolated endogenous retroviruses from murine cancer cells differentially affect dendritic cells. EMBO J. 2023;42(24):e113590.