《The epitranscriptional factor PCIF1 orchestrates CD8+ T cell ferroptosis and activation to control
antitumor immunity》是 2025 年發(fā)表在《Nature Immunology》上的一篇文章, PCIF1是一種表觀轉(zhuǎn)錄因子,
通過調(diào)控RNA的m6Am修飾,在CD8+T細胞的抗腫瘤免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn),PCIF1在CD8+T細胞
中具有抑制性作用,其缺失能夠增強T細胞的抗腫瘤活性,從而提高免疫治療的效果。
一、 研究背景
近年來,T細胞免疫療法作為一種新興的細胞免疫療法,在癌癥治療領(lǐng)域取得了顯著的突破,為患者帶來了
新的希望。然而,目前的治療效果在持久性方面仍存在一定的局限性,需要深入探究其內(nèi)在分子機制以進一
步優(yōu)化治療方案。研究發(fā)現(xiàn),通過靶向關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄或表觀轉(zhuǎn)錄因子,可以顯著增強T細胞的抗腫瘤功能,從而
提升免疫治療的整體效果。
表觀轉(zhuǎn)錄組學(xué)作為當(dāng)前生物學(xué)領(lǐng)域的一個新興分支,主要聚焦于RNA修飾及其在基因表達調(diào)控中的重要作用。
其中,m6Am(N6,2'-O-二甲基腺苷)作為一種重要的RNA修飾,是真核生物mRNA帽端的修飾之一。在生物學(xué)
過程中,m6Am修飾在基因表達調(diào)控中扮演著關(guān)鍵角色,它可以影響mRNA的穩(wěn)定性、翻譯效率以及剪接等過
程,從而精細地調(diào)控基因表達。
在該篇文章中,研究人員發(fā)現(xiàn)m6Am修飾通過 PCIF1 這一甲基轉(zhuǎn)移酶來實現(xiàn),PCIF1 催化 m6Am沉積在 mRNA
的 5' 端,從而調(diào)控基因表達。研究發(fā)現(xiàn),Pcif1 缺失會導(dǎo)致 m6Am 修飾的靶基因(如鐵死亡抑制基因
Fth1、Slc3a2 和 T 細胞激活基因 Cd69)表達增加,進而賦予 CD8+ T細胞對鐵死亡的抗性和增強其激活能力,
最終增強抗腫瘤免疫反應(yīng)。
二、 研究結(jié)果
1) 提高 Pcif1 基因缺失小鼠的腫瘤免疫力
為探究PCIF1在體內(nèi)調(diào)控抗腫瘤免疫的生理作用,研究人員構(gòu)建了全身性Pcif1敲除小鼠(Pcif1 KO),通過將
Pcif1fl/fl小鼠與CAG-Cre轉(zhuǎn)基因小鼠雜交,刪除Pcif1基因15個編碼外顯子中的10個(外顯子5-14),在C57BL/6
背景下生成Pcif1 KO小鼠。分子檢測證實其脾臟、肺、心臟和肝臟中Pcif1蛋白wan全缺失,且該敲除小鼠在8周齡
時體重、肝功能、血常規(guī)及T細胞亞群組成與野生型(WT)小鼠均無顯著差異,表現(xiàn)出正常生存能力和繁殖能
力。進一步通過LLC、B16-F10和MC38同基因腫瘤模型發(fā)現(xiàn),Pcif1 KO小鼠的腫瘤生長速度顯著減緩,生存期顯
著延長,表明Pcif1缺失可抑制多種腫瘤模型的生長并延長宿主存活時間。
2) Pcif1 KO 可通過 CD8+ Teff細胞提高抗腫瘤免疫力
為探究PCIF1在抗腫瘤免疫中的作用,研究人員構(gòu)建了全身性Pcif1 KO和T細胞特異性敲除小鼠(Pcif1 cKO)。
通過scRNA-seq和流式細胞術(shù)分析發(fā)現(xiàn),Pcif1缺失顯著增加TME中CD8+ T細胞比例及效應(yīng)細胞因子IFNγ、
TNF、Gzmb分泌,并促進PD-1+Tcf-1+干性、CD44+CD8+記憶性T細胞亞群、CD69+CD103+CD8+組織駐留記憶
T細胞的富集,同時減少耗竭型PD-1+Tim3+CD8+T細胞。選擇性耗竭實驗證實,CD8+T細胞是Pcif1 KO小鼠腫瘤生
長抑制的關(guān)鍵因素。T細胞特異性敲除模型進一步驗證,Pcif1缺失通過增強T細胞抗腫瘤免疫應(yīng)答,顯著抑制LLC
腫瘤和B16-F10黑色素瘤的生長并延長生存期。這些發(fā)現(xiàn)為以下觀點提供了證據(jù):TME 中腫瘤浸潤 CD8+Teff
細胞的增加有助于增強 Pcif1 cKO 小鼠的抗腫瘤免疫反應(yīng)。
3) PCIF1 通過 m6Am修飾調(diào)節(jié) CD8+T 細胞活化
研究發(fā)現(xiàn),Pcif1 缺失通過增強 TCR信號通路活性顯著提升 CD8+T 細胞的體外激活水平及細胞毒性功能,
Pcif1 KO小鼠 CD8+T 細胞在抗CD3/CD28 抗體刺激后,活化標(biāo)志物 CD69 的表達量及效應(yīng)因子 IFNγ、TNF、
Gzmb 的分泌水平均顯著高于WT細胞,且 TCR 通路關(guān)鍵分子 LCK 和 LAT 的磷酸化水平顯著增強。進一步
機制研究表明,Pcif1 的 m?Am甲基轉(zhuǎn)移酶活性是其抑制 CD8+T 細胞激活的關(guān)鍵,催化失活突變體(Asn552Ala)
無法逆轉(zhuǎn) Pcif1 敲除導(dǎo)致的 CD8+ T細胞過度活化,而野生型 Pcif1 的異位表達可有效恢復(fù)細胞因子分泌及 mRNA
表達水平,這些結(jié)果表明,PCIF1 主要通過其 m6Am甲基轉(zhuǎn)移酶活性抑制 CD8+T 細胞的活化。

4) 鑒定 CD8+T 細胞中的 Pcif1 下游靶標(biāo)
研究揭示了PCIF1通過其m?Am甲基轉(zhuǎn)移酶活性調(diào)控CD8+T細胞激活與鐵死亡的機制。代謝標(biāo)記與
TMT-MS分析顯示,Pcif1敲除CD8+T細胞整體蛋白翻譯未顯著變化,但有312個差異表達蛋白,涉
及鐵死亡和T細胞毒性通路。m?Am測序確認Pcif1敲除使m?Am水平下降,影響特定靶點如Fth1、
Slc3a2和Cd69的蛋白表達,但mRNA水平不變,表明翻譯調(diào)控。PRM、WB和RIP實驗進一步證實
Pcif1通過m?Am修飾抑制這些蛋白的翻譯。盡管CTBP2在其他情境下參與m?Am調(diào)控,但在CD8+T
細胞中非必需。IP-MS分析發(fā)現(xiàn)Pcif1與蛋白質(zhì)翻譯和mRNA加工相關(guān)因子相互作用。功能實驗表明,
Pcif1缺失使CD8+ T細胞鐵含量降低、GSH和胱氨酸水平升高,增強對鐵死亡誘導(dǎo)劑的抵抗力,主要
通過上調(diào)Fth1和Slc3a2等基因的蛋白表達實現(xiàn)。綜上研究結(jié)果表明,Pcif1缺失主要通過增強Fth1和
Slc3a2等鐵死亡調(diào)控基因的表達來減少CD8+T細胞的鐵死亡。

5) Pcif1 缺乏可增強 PD-1 阻斷和 CAR-T 細胞療法的效果
研究發(fā)現(xiàn),T細胞中Pcif1的缺失通過抑制鐵死亡并增強CD8+ T細胞的激活,顯著提升了抗腫瘤免疫應(yīng)答。
在小鼠模型中,Pcif1條件性敲除小鼠的腫瘤對抗PD-1免疫治療的敏感性顯著增強,表現(xiàn)為腫瘤生長抑制、
生存期延長及腫瘤浸潤CD8+T細胞增多。進一步研究表明,Pcif1缺失通過m?Am甲基轉(zhuǎn)移酶活性調(diào)控Fth1、
Slc3a2等基因的翻譯,減少鐵死亡并增強T細胞效應(yīng)功能。在CAR-T細胞治療中,Pcif1敲除的CD8+CAR-T
細胞(尤其是靶向CD19的CAR-T)在LLC-hCD19、MC38-hCD19等腫瘤模型中表現(xiàn)出更強的抑瘤活性,
其機制與鐵死亡抑制及效應(yīng)因子IFNγ、TNF、Gzmb分泌增加相關(guān)。挽救實驗證實,下調(diào)Fth1或Slc3a2可逆轉(zhuǎn)
Pcif1敲除CAR-T細胞的鐵死亡特征并減弱其抗腫瘤效果,表明Pcif1通過調(diào)控鐵死亡通路增強CD8+T細胞功能。
6) T 細胞中PCIF1 的低表達可增強對 ICI 和 CAR-T 療法的敏感性
研究人員發(fā)現(xiàn),黑色素瘤患者腫瘤浸潤CD8+T細胞中PCIF1低表達提示對ICI治療反應(yīng)更佳;B細胞
惡性腫瘤患者治療前T細胞PCIF1低表達者接受抗CD19 CAR-T治療后生存期顯著延長;口腔鱗狀細胞
癌患者中,抗PD-1治療應(yīng)答者的淋巴細胞浸潤區(qū)PCIF1表達顯著低于無應(yīng)答者,且其腫瘤微環(huán)境中
CD8+T細胞和GzmB陽性細胞顯著增多。PCIF1通過調(diào)控腫瘤微環(huán)境中浸潤性細胞毒性CD8+T細胞數(shù)量
影響免疫治療效果。

三、 結(jié)論
該項研究揭示了PCIF1通過m6Am修飾調(diào)控CD8+T細胞活化和鐵死亡的分子機制,并證明了PCIF1敲除能夠
顯著增強抗腫瘤免疫反應(yīng)和免疫療法的效果。這一發(fā)現(xiàn)不僅為理解表觀轉(zhuǎn)錄組在免疫調(diào)控中的作用提供了
新視角,還為開發(fā)新型癌癥免疫療法提供了重要的理論依據(jù)和潛在靶點。未來的研究將進一步探索PCIF1
的臨床應(yīng)用價值,推動免疫療法在癌癥治療中的突破。
參考文獻
Xiang, B., Zhang, M., Li, K. et al. The epitranscriptional factor PCIF1 orchestrates CD8 T cell ferroptosis and activation to control antitumor
immunity. Nat Immunol 26, 252–264 (2025).