期刊：MedComm

Fig. 1. NK細(xì)胞調(diào)控Mn²⁺的抗腫瘤效應(yīng)

2. Mn²⁺直接調(diào)控NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性
考慮到NK細(xì)胞在清除腫瘤細(xì)胞過程中發(fā)揮的重要作用，作者選擇小鼠胰腺和人類PBMC中分離純化出來的NK細(xì)胞，用于探究Mn²⁺對(duì)NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性的調(diào)控。結(jié)果表明，Mn²⁺處理不會(huì)對(duì)NK細(xì)胞的生長(zhǎng)和凋亡產(chǎn)生顯著性的影響，但能使得NK細(xì)胞激活marker的表達(dá)水平上調(diào)（Fig. 2A-F）。

隨后，作者選取NK-92MI細(xì)胞系和人類原代NK細(xì)胞，與靶細(xì)胞K562分別以不同的細(xì)胞比例（E:T）進(jìn)行共培養(yǎng)48小時(shí)，可見兩種NK細(xì)胞的Mn²⁺處理組的細(xì)胞毒性均有顯著上調(diào)，鼠源NK細(xì)胞和靶細(xì)胞同理可證，即Mn²⁺提高NK細(xì)胞的腫瘤殺傷性（Fig. 3A-H）。
 

Fig. 2. Mn²⁺增強(qiáng)NK細(xì)胞的激活水平
 

Fig. 3. Mn²⁺直接增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)腫瘤的細(xì)胞毒性

3. Mn²⁺通過NK細(xì)胞增強(qiáng)CD8+ T細(xì)胞的激活
前文提到，Mn²⁺的抗腫瘤效應(yīng)除了可能依賴于對(duì)NK細(xì)胞細(xì)胞毒性的直接調(diào)控外，還可能通過NK細(xì)胞進(jìn)一步調(diào)控T細(xì)胞。為了驗(yàn)證這種可能性，作者檢測(cè)了NK細(xì)胞去除的小鼠中CD8+ T細(xì)胞的激活水平，發(fā)現(xiàn)Mn²⁺處理可以讓CD8+ T細(xì)胞激活水平顯著上調(diào)但低于對(duì)照組（Fig. 1K）。作者分析了CD45+ 腫瘤浸潤(rùn)細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（scRNA-seq；測(cè)序服務(wù)由伯豪生物提供）數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)Mn²⁺處理組中NK細(xì)胞、CD8+ T細(xì)胞及其他一些細(xì)胞類型在數(shù)目和比例上顯著增加，GO和KEGG富集到了NK細(xì)胞中趨化因子和白細(xì)胞遷移等與表型和功能相關(guān)通路的顯著激活，隨后用體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了趨化因子濃度在Mn²⁺處理?xiàng)l件下的變化（Fig. 4A-F）。在Mn²⁺處理?xiàng)l件下，CD8+ T細(xì)胞和NK細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)，其激活水平和細(xì)胞毒性相比于無Mn²⁺組均有進(jìn)一步的顯著提升（Fig. 4G-L）。綜上，作者得到結(jié)論：Mn²⁺處理可以通過NK細(xì)胞依賴或非依賴的方式調(diào)控CD8+ T細(xì)胞。
 

Fig. 4. Mn²⁺通過NK細(xì)胞激活CD8+ T細(xì)胞

4. Mn²⁺通過cGAS-STING-UTX途徑激活NK細(xì)胞
cGAS-STING途徑在以往的研究中已經(jīng)被報(bào)道受到Mn²⁺調(diào)控^[1][2][3]，UTX也被報(bào)道在NK細(xì)胞響應(yīng)中具有重要的作用^[4]，而本研究中關(guān)于Mn²⁺調(diào)控NK細(xì)胞的結(jié)果也就成為了連接上述兩個(gè)結(jié)論的關(guān)鍵。

首先，作者在STING全身性敲除的小鼠（STING^-/-）中驗(yàn)證了NK細(xì)胞的增殖和凋亡都不受Mn²⁺調(diào)控，且完全不會(huì)被Mn²⁺處理激活；其次，作者在野生型小鼠中分別利用cGAS和STING的抑制劑對(duì)cGAS-STING信號(hào)通路進(jìn)行抑制，觀察到Mn²⁺處理不會(huì)影響NK細(xì)胞的增殖，但NK細(xì)胞的激活水平不再受Mn²⁺處理的顯著上調(diào)（Fig. 5）。

最后，為了驗(yàn)證UTX在Mn²⁺依賴的NK細(xì)胞激活調(diào)控機(jī)制中發(fā)揮的作用，作者在scRNA-seq結(jié)果中通過在轉(zhuǎn)錄水平上計(jì)算cGAS和STING的表達(dá)水平與UTX表達(dá)水平之間的相關(guān)系數(shù)，推斷出cGAS-STING通路與UTX具有顯著的相關(guān)性，并使用TCGA數(shù)據(jù)庫中的公共數(shù)據(jù)對(duì)這一結(jié)論進(jìn)行了驗(yàn)證，隨后進(jìn)一步通過公共數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了UTX轉(zhuǎn)錄水平和NK細(xì)胞豐度之間具有顯著的正相關(guān)性（Fig. 6A, B）。

Mn²⁺處理能在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上調(diào)UTX，但這種調(diào)控在STING敲除的NK細(xì)胞中受到明顯的抑制（Fig. 6C, D）。在cGAS或STING抑制劑處理的NK細(xì)胞中過表UTX可以顯著回補(bǔ)激活的NK細(xì)胞占比，反之亦然（Fig. 6E-H）。

綜上，作者驗(yàn)證了Mn²⁺依賴的cGAS-STING-UTX通路調(diào)控NK細(xì)胞激活的機(jī)制。

Fig. 5. Mn²⁺通過NK細(xì)胞固有的cGAS-STING途徑激活NK細(xì)胞
 

Fig. 6. Mn²⁺通過STING誘導(dǎo)UTX表達(dá)進(jìn)而激活NK細(xì)胞

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