导读
PTP1B由PTPN1编码并广泛表达，参与了各种生理和病理过程，例如PTP1B在代谢中非常重要，其整体缺失导致肥胖抵抗和改善葡萄糖稳态，因此，PTP1B长期以来一直被认为是对抗代谢综合征的一个令人兴奋的治疗靶点。此外，抑制PTP1B也可能有助于神经系统疾病的治疗，包括Rett综合征。一些研究也指出PTP1B可作为实体肿瘤的潜在治疗靶点，PTP1B的整体缺失减弱了小鼠乳腺肿瘤的发展。然而，目前还不清楚的是PTP1B在多大程度上可以通过诱导非细胞自主效应来影响肿瘤生长以及全身抑制是否可能增强或抑制抗肿瘤免疫。
近日，来自澳大利亚莫纳什大学生物医学发现研究所的TonyTiganis教授团队联合多家研究机构于CancerDiscovery上发表了题为PTP1BIsanIntracellularCheckpointthatLimitsT-cellandCART-cellAntitumorImmunity的研究性文章。该研究发现PTP1B可以减弱JAK/STAT5信号通路，并拮抗T细胞的扩增和激活，并且肿瘤内CD8+T细胞中PTP1B的丰度增加，以抑制抗肿瘤免疫。通过遗传学方法确定了T细胞中PTP1B的缺失促进了STAT5信号通路，从而促进了抗原诱导的CD8+T细胞的扩增、激活和细胞毒性，减弱了实体肿瘤的生长。此外，抑制T细胞中的PTP1B不仅增强了内源性T细胞介导的抗肿瘤免疫和对抗PD-1治疗的反应，而且还增强了T细胞和CAR-T细胞抑制实体肿瘤生长的疗效。总的来说，该研究定义了一个新的细胞内检查点和可操作的治疗靶点来增强T细胞的抗肿瘤活性。
主要研究内容
PTP1B在造血系统中的缺失抑制实体肿瘤生长
为了探讨PTP1B是否可能引起肿瘤生长的非细胞自主效应，将表达卵清蛋白（OVA）的AT3（AT3-OVA）小鼠乳腺肿瘤细胞植入Ptpn1+/+、Ptpn1+/?或Ptpn1?/?C57BL/6小鼠的腹股沟乳腺脂肪垫中，结果发现即使是部分的PTP1B缺陷也足以减弱肿瘤生长。此外，PTP1B的整体缺失伴随着CD4+调节性T细胞、肿瘤相关巨噬细胞（TAM）以及粒细胞和单核细胞髓系源性抑制细胞的募集，并且仅在造血系统中PTP1B缺失就完全反映了PTP1B整体缺失对肿瘤生长抑制的影响。
图源：CancerDiscovery
PTP1B在肿瘤T细胞中增加
在内源性脾脏CD8+T细胞中，与幼稚T细胞相比，中枢记忆和效应/记忆T细胞中的PTP1B蛋白中度升高。相比之下，与脾脏中相应的效应/记忆T细胞相比，肿瘤中内源性效应/记忆CD8+T细胞和OT-I效应/记忆T细胞中PTP1B蛋白提高了约2倍。伴随着Ptpn1mRNA表达的增加，PTP1B蛋白的表达也增加，同时，肿瘤效应/记忆效应OT-IT细胞中的PTP1B蛋白比脾效应/记忆OT-IT细胞升高了2倍以上。因此，PTP1B水平在肿瘤内T细胞中升高，而PTP1B的诱导不是T细胞分化或活化的结果，而是肿瘤微环境条件下的结果，在小鼠模型中，PTP1B水平在人类肿瘤内T细胞中升高，并可能负调控T细胞反应和对免疫治疗的反应。
图源：CancerDiscovery
PTP1B的缺失增强了T细胞的抗肿瘤免疫能力
为了评估PTP1B缺失对T细胞介导的抗肿瘤免疫的影响，将AT3-OVA乳腺肿瘤细胞植入对照组（Ptpn1fl/fl）和T细胞特异性PTP1B缺陷（LckCre；Ptpn1fl/fl）雌性小鼠的腹股沟乳腺脂肪垫，结果发现原位AT3-OVA乳腺肿瘤的生长明显受到抑制，并且AT3-OVA乳腺肿瘤生长的抑制与Ptpn1?/?小鼠与Ptpn1?/?小鼠对肿瘤生长的抑制是一致的。PTP1B异型结合性在很大程度上纠正了肿瘤内T细胞中PTP1B的增加，并抑制了Lck-Cre；PTPn1fl/+小鼠中AT3-OVA乳腺肿瘤的生长，这伴随着肿瘤中CD4+和CD8+效应/记忆T细胞的增加。PTP1B缺陷的CD8+T细胞显著抑制了AT3-OVA乳腺肿瘤的生长，并显著提高了小鼠的存活率，肿瘤生长的抑制伴随着PTP1B缺陷肿瘤浸润效应/记忆T细胞丰度的增加。这些结果表明，CD8+T细胞中PTP1B的缺失，增强了CD8+T细胞的扩增、激活和细胞毒活性，从而抑制了肿瘤的生长。
图源：CancerDiscovery
PTP1B缺失促进STAT5依赖的T细胞扩增、激活和抗肿瘤免疫
PTP1B缺失显著增强了TCR诱导的T细胞的激活和效应T细胞的生成，PTP1B的缺失还与初始CD8+T细胞增殖的显著增强和/或导致在α-CD3ε浓度范围内T细胞数量的增加有关，重要的是，即使在饱和的α-CD3ε浓度下，PTP1B的缺乏也会导致细胞数量的增加，这与存活率的增加相一致。PTP1B缺陷增加了T细胞的基础STAT5Y磷酸化（p-STAT5），伴随着BCL2丰度的增加，促进细胞存活，这是STAT5促进CD8+T细胞毒性和CD4+T细胞分化的转录靶点。此外，PTP1B缺失增强了效应T细胞中响应IL2的STAT5信号通路。在幼稚记忆和中央记忆PTP1B缺陷的CD4+和CD8+T细胞中，STAT5杂合度在很大程度上纠正了基础p-STAT5的升高，以及相关的BCL2蛋白的增加，并且完全纠正了肿瘤内CD8+T细胞增强的细胞毒性活性。因此，PTP1B缺失通过促进STAT5信号通路增强CD8+T细胞的增殖、激活、细胞毒性和抗肿瘤活性。
图源：CancerDiscovery
靶向PTP1B可增强内源性T细胞的抗肿瘤免疫能力
MSI-是PTP1B的一种特异性变构抑制剂，在2.5mg/kg时，MSI-对肿瘤生长的影响不大，但在5-10mg/kg时，MSI-显著抑制了肿瘤的生长，MSI-也抑制了注射到C57BL/6雄性小鼠的B16F10-OVA黑色素瘤和MC38-OVA结肠肿瘤的生长，因此，PTP1B抑制剂MSI-可以抑制小鼠中不同基因肿瘤的生长。在T细胞中PTP1B的缺失或使用MSI-来控制携带AT3-OVA肿瘤的小鼠，同样会抑制肿瘤生长，但MSI-对T细胞特异性PTP1B缺陷小鼠的肿瘤生长没有额外的影响。在5mg/kg浓度下，MSI-的抑制作用与单独使用抗PD-1相同，而在10mg/kg浓度下，MSI-的抑制作用比单独使用抗PD-1更有效，但两种情况下添加抗PD-1均进一步增强了对肿瘤生长的抑制作用。这些结果表明，PTP1B可以增强T细胞介导的抗肿瘤免疫，而这种作用可以通过靶向PD-1检查点进一步增强。
图源：CancerDiscovery
靶向PTP1B可增强CAR-T细胞的抗肿瘤免疫力
接下来评估了PTP1B缺陷对CAR-T细胞治疗效果的影响，结果发现Ptpn1fl/fl控制的αHER2CAR-T细胞的过继转移对肿瘤生长几乎没有任何影响，而PTP1B缺陷的αHER2CAR-T细胞显著抑制肿瘤生长。与此同时，肿瘤中PTP1B缺陷的CAR-T细胞数量显著增加，但脾脏中没有，此外，肿瘤内PTP1B缺陷的CAR-T细胞表现出增强的细胞毒性。同时还发现在未使用CAR-T细胞处理的小鼠中，抑制剂MSI-的作用很小，相比之下，抑制剂显著增强了αHER2CAR-T细胞抑制肿瘤生长的能力。这些研究结果表明，靶向PTP1B不仅可以增强内源性T细胞的抗肿瘤活性，并与阻断PD-1等细胞表面检查点发挥协同作用，还可以增强CAR-T细胞的疗效。
图源：CancerDiscovery
结语
这项研究确定PTP1B是T细胞功能的一个完整的负调控因子，也是一个限制细胞内T细胞的检查点，可以限制肿瘤浸润的CD8+T细胞的抗肿瘤免疫。在癌症中抑制PTP1B可以增强内源性T细胞介导的抗肿瘤免疫，类似于通过靶向细胞表面检查点PD-1，这已经彻底改变了癌症治疗。此外，PTP1B的抑制或基因缺失可以克服迄今为止限制CAR-T细胞对实体肿瘤的有效性的一个主要障碍。
总的来说，靶向PTP1B或者用MSI-等抑制剂不仅可以增强内源性T细胞的抗肿瘤活性，并与阻断PD-1等细胞表面检查点发挥协同作用，还可以增强CAR-T细胞的疗效。这可能为增强T细胞介导的抗肿瘤免疫以对抗癌症提供了另一种治疗策略。
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