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双面IFN-γ

发布日期:2024-04-10 浏览量:40

IFN-γ致癌和抗癌两面性,取决于环境和他作用的靶细胞。
细胞毒性T细胞(CTL)
CTL是IFNγ的重要产生细胞,同时也表达IFNGR,是IFNγ作用的重要靶细胞。
IFNγ通过Fas-FasL和BIM介导的细胞凋亡,来介导CTL反应的收缩阶段。
在CTL扩张阶段,高水平的IFNγ可能通过AKT-FOXO1通路,抑制IL-7Rα的表达,减少了促存活细胞因子IL-7的信号转导,来限制记忆种群的大小。
诱导IFNγ的免疫疗法,可以促进效应和记忆CD8+T细胞扩增,尚不清楚的是这些扩增细胞是否具有低IFNGR表达,保护它们免受凋亡;以及促进IL-7Rα的表达,让其长期存活。
在低肿瘤负荷的小鼠模型中,CTL比初始T细胞表达更多的IFNGR。用CTLA-4和PD-1抗体治疗,诱导IFNγ,导致激活诱导的免疫细胞死亡,这限制了效应记忆的形成,并导致肿瘤逃逸和生长。


Immunity 50, 477–492.e8 (2019)由于这种双重作用,在免疫检查点抗体治疗前,评估肿瘤负荷、CTL浸润、IFNGR表达和IFNγ水平,可能有助于识别有治疗反应的患者。
IFNγ通过转录调控趋化因子(CXCL9、CXCL10和CXCL11)及其同源受体CXCR3在T细胞、NK细胞、单核细胞、树突状细胞和癌细胞上的表达,促进TME免疫细胞募集。
活化CTL对TME的趋化性增加,可增强细胞毒性作用并限制肿瘤生长。一种被设计成表达CXCL11的肿瘤选择性溶瘤牛痘病毒,招募CXCR3+CTL到小鼠间皮瘤模型的TME中,产生强烈抗肿瘤作用。
促肿瘤作用

IFNγ通过Fas-FasL和BIM介导途径诱导CTL细胞凋亡

CTL上过表达IFNGR2并不影响其的发育或增殖,但通过一种未知的机制限制了其对抗原刺激的细胞毒活性。

上调多种细胞类型上PDL1和/或PDL2的表达。

由于T细胞同时表达PD1和PDL1,在TME中可能反式自我抑制。


CD4+效应T细胞
与IFNγ+CTL类似,产生IFNγ的TH1细胞在分化后降低IFNGR2的表达,提高其存活率,从而在TME中发挥抗肿瘤作用。
TH1细胞通过T-bet和抑制RUNX1积极抑制向TH17细胞的极化,增强的TH1细胞基因转录程序的表达,对于肿瘤清除最有效。
IFNγ通过SOCS1和T-bet来阻止向TH2的极化,它们分别抑制IL-4受体信号传导和GATA3的表达和功能。
CD4+TH前体细胞的TCR刺激下,IFNGR1与STAT1一起定位于免疫突触,这一过程被TH2细胞中IL-4R的表达所抑制。这种IFNGR1和STAT1共同招募到免疫突触,在TCR刺激下创造了一个“TH1细胞准备”,并“启动”细胞快速极化和介导TH1细胞信号转导。最终,IFNGR2在TH1细胞中表达下调;因此,显性TH2细胞/TH17细胞拮抗的持续可能通过T-bet来增强,而不是STAT1。
肿瘤浸润效应T细胞上PD-1的表达阻止TH1细胞分化,在TME中提供一个额外的负反馈回路来限制IFNγ的产生。
促肿瘤作用

IFNγ通过降低BCL-2的表达、上调Fas和FasL、以及产生有害的氧化环境来促进效应CD4+T细胞凋亡。
调节性T细胞(Treg)
在TME中,IFNγ驱动一种“脆弱型”Treg细胞表型,失去抑制活性,但保持FOXP3的表达,从而破坏它们的促肿瘤活性。(参考阅读:Treg三种表型,部分有抗肿瘤活性)。Nrp1低表达Tregs与转移性黑色素瘤及头颈部鳞癌患者的良好预后相关。



NK 细胞
IFNγ可激活NK细胞的抗肿瘤功能。
NK细胞肿瘤浸润很大程度上依赖于IFNγ诱导的CXCR3表达,因为IFNGR1敲除小鼠和CXCR3敲除小鼠,肿瘤浸润NK细胞减少。
旁观者T细胞产生的IFNγ通过TRAIL作用于NK细胞,促进成熟和肿瘤杀伤,IFNγ诱导的IRF1增强了TRAIL的表达。

APC细胞
IFNγ的一个关键的抗肿瘤功能是诱导APCs(DCs、巨噬细胞和B细胞)表达MHCI类和II类分子,以便向T细胞呈递肿瘤抗原。

IFNγ诱导STAT1、IRF1与CIITAIV结合,调控MHCII转录。

IFNγ通过IRF1与NLRC5的启动子结合,调控MHCI类的表达。

IFNγ通过诱导共刺激分子CD80和CD86的表达,从而通过CD28的参与促进T细胞的激活。

DCs

IFNγ通过表达CD80、CD86、MHCI类、CD40、CD54和CCR7来驱动DC细胞分化为cDC1,发挥抗肿瘤作用,分泌IL-1β和IL-12,促进TH1细胞分化和CD8+T细胞的激活。充分发挥治疗效果,在PD-1抗体治疗期间,需要cDC1对CD8+T细胞产生的IFNγ产生反应。


Immunity 49, 1148–1161.e7 (2018).

B细胞
IFNγ与B细胞受体和CD40激活信号结合,诱导生发中心主转录因子BCL-6的表达。IFNγ还与IL-12协同工作,促进抗体类从IgM转换到IgG2a,从而产生高亲和力和特异性抗体,具有抗体依赖的细胞毒性,从而可能促进肿瘤抗原的加工和呈递。
巨噬细胞
IFNγ最初被命名为“巨噬细胞激活因子”,驱动巨噬细胞的经典激活,通常被称为“IFNγ启动”。
IFNγ信号使巨噬细胞被TLR诱导的炎症反应激活。
IFNγ启动通过下调miR-3473b,驱动巨噬细胞走向促炎和抗肿瘤性的M1表型,从而抑制M2表型,TAMs对IFNγ的反应产生CXCL9和CXCL10,这不仅促进TME的免疫细胞浸润,还可能抑制血管生成。
促肿瘤作用
DCs和TAM在接受IFN-γ刺激之后,上调抑制分子IDO和PD-L1等表达,通过调节代谢,促进肿瘤血管新生等,促进肿瘤进展。IDO也可以促进TGF-β等细胞因子产生,进一步促进Treg分化增殖,产生免疫抑制。


J. Hematol. Oncol. 11, 100 (2018)
IFNγ还促进髓系细胞中iNOS的表达,从而将必需的氨基酸l-精氨酸分解为自由基一氧化氮(NO)。NO通过诱导细胞凋亡、染色体凝结和DNA片段,促进抗肿瘤作用,但通过p53诱导肿瘤细胞基因组不稳定性,促进血管生成,具有促肿瘤作用。具体作用与其浓度等有关。


Int J Mol Sci . 2020 Dec 10;21(24):9393.

肿瘤细胞
癌细胞是TME中对IFNγ的关键反应者,与免疫细胞一样,IFNγ同时驱动免疫激活(队友)和免疫抑制(对手)效应。


Cell 167, 397–404.e9 (2016)
IFNγ对肿瘤细胞的免疫激活活性,很大程度上归因于诱导肿瘤细胞MHCI类表达,以及肿瘤细胞、单核细胞、内皮细胞和成纤维细胞分泌CXCL9、CXCL10和CXCL11,以促进淋巴细胞迁移,抑制血管生成(抗肿瘤性)。
相反,CXCL11由于与CXCR7结合而具有多效性活性,促进血管生成和肿瘤生长。CXCL9和CXCL10促进TH1和TH17效应细胞功能,而CXCL11通过IL-10促进TH2细胞反应和reg调节功能。
药物开发时,构建偏倚的合成配体,激活CXCL9或CXCL10T细胞信号转导,而非CXCL11诱导的信号转导,以促进抗肿瘤免疫。
与APCs类似,肿瘤通过MHCI类(抗肿瘤)向T细胞表面呈现抗原;然而,MHCI类分子也可以作为“自我”的标记物,结合NK细胞上的抑制受体,以防止杀伤(促肿瘤)。MHCI类在肿瘤细胞上的表达是可变的,免疫抑制肿瘤经常下调MHCI类表达,从而逃避免疫监测。


Cell 178, 933–948.e14 (2019).IFNγ调节肿瘤细胞中的许多存活和凋亡途径。例如,IFNγ通过IFNGR诱导肿瘤细胞凋亡(抗肿瘤)。相反,IFNγ的促肿瘤作用,通过诱导PDL1、IDO1、iNOS、FAS和FASL的表达来介导的。肿瘤细胞是TME中IDO1的主要来源,也是NO的主要来源。肿瘤来源的iNOS促进血管生成,增加血管化和肿瘤生长。肿瘤细胞表达FAS和FASL,前者介导抗肿瘤作用(肿瘤细凋亡),后者介导促瘤作用(免疫效应细胞凋亡)。
血管系统和淋巴管
TME内的血管系统和淋巴管,具有促致瘤和抗肿瘤作用,这方面的研究现在滞后了。多年来,TME内的血管生成一直是重要的药靶,但临床结果不同。淋巴管最近被证明不仅是TME中免疫细胞交换的被动导管,而且是炎症和免疫的重要调节因子。
IFNγ阻碍淋巴管生长,产生致瘤作用;T细胞来源的IFNγ通过下调淋巴管内皮透明质酸受体1、podoplanin、prospero homeobox protein 1 、抑制淋巴管生成。IFNγ不影响淋巴管生成的起始,而是抑制淋巴血管形成持续过程,导致淋巴密度降低。
IFNγ诱导PDL1在淋巴管上的表达,这限制了CD8+T细胞在TME中的聚集。IFNγ还通过诱导CXCL9、CXCL10和IDO1的表达,间接促进TME的新生血管。
简评:很多分子扮演了双面角色,IFN-γ也不例外。


来源:闲谈 Immunology

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逐典免疫干扰素IFNγ产品特点:

1. 高纯度;2.高特异性;3.无动物源(AOF);4.GMP级别;5.无His标签

2.

实验数据:

SDS-PAGE鉴定和SEC-HPLC纯度:还原的SDS-PAGE 未见杂蛋白(左);SEC-HPLC显示高纯度大于 98%,无聚集体产生(右)


SDS-PAGE鉴定和SEC-HPLC纯度图

应用案例:

IFN-γ活性:

测定 #1: 由其在 HeLa 细胞中诱导细胞凋亡的能力确定, ED 50 为 5.0-10.0 ng/ml。

测定 #2: 使用 HT-29 细胞通过细胞毒性测定确定 的 ED 50 ≤ 0.05 ng/ml,对应比活 ≥ 2 x 10 7 units/mg 的比活性。

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