衰老削弱CD8 T细胞抗癌能力？关键基因Epas1的救赎之路

niwanmao

随着人体衰老，T细胞功能逐渐衰退，这不仅增加了感染风险，还降低了抗癌能力。过继性T细胞疗法（ACT）通过改造患者的T细胞来靶向肿瘤，已在血液肿瘤中取得突破，但对实体瘤效果有限。尤其令人困惑的是，衰老是否会影响ACT的疗效？日本冲绳科学技术大学院的研究团队通过小鼠模型揭示了衰老CD8 T细胞的缺陷机制，并发现了一个关键调控基因——Epas1。

衰老T细胞的体外表现：表面正常，暗藏危机
研究团队从年轻（8-16周）和老年（68-96周）小鼠中分离CD8 T细胞，通过逆转录病毒导入靶向黑色素瘤抗原（OVA）的TCR（OT-I TCR），制备工程化TCR-T细胞。  

关键发现：  
1. 扩增能力相似：衰老TCR-T细胞与年轻细胞的存活率和扩增倍数无显著差异。  
2. 记忆表型缺陷：年轻TCR-T细胞中约40%表现为中央记忆表型（CD62L⁺CD44hi），而衰老细胞中该比例仅20%，更多分化为效应表型。  
3. 体外杀伤力正常：衰老TCR-T细胞对B16-OVA肿瘤细胞的杀伤效率与年轻细胞相当，穿孔素（Perforin）、IFN-γ等效应分子表达水平相似。  




看似“正常”的衰老T细胞，却在体内实验中暴露了致命弱点。

研究团队将B16-OVA肿瘤细胞移植至小鼠体内，并在第8天（肿瘤体积约50 mm³）回输TCR-T细胞：  

结果令人震惊：  
- 年轻vs老年宿主：年轻小鼠回输年轻TCR-T细胞后，肿瘤生长显著抑制；而老年宿主即使接受衰老T细胞，肿瘤失控。  
- 环境非主因：将衰老TCR-T细胞回输至年轻宿主后，肿瘤抑制效果依然微弱，且肿瘤内衰老T细胞数量仅为年轻细胞的1/3。  

显然，衰老导致的T细胞内在缺陷是疗效降低的核心原因。


单细胞测序揭秘：老年T细胞为何“早衰”？  
通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析肿瘤浸润T细胞，研究者发现：  
- 细胞分群差异：衰老TCR-T细胞更多富集于终末耗竭（Tex）相关簇（Cluster 1-4），而年轻细胞在具有增殖能力的祖细胞耗竭（Tpex）簇（Cluster 0）中比例更高。  
- 耗竭标记上调：衰老细胞高表达Tim3、Lag3等耗竭相关基因，且增殖标志物Mki67显著减少。  
- 代谢与功能基因下调：衰老细胞中，一碳代谢（如Shmt1、Phgdh）和线粒体功能相关基因（如Cldpb、Elf8a）表达降低。  

这些数据表明，衰老T细胞在肿瘤微环境中更易耗竭，且代谢与增殖能力受损。


关键基因Epas1：衰老T细胞的“命门”  
进一步分析发现，老年T细胞中转录因子Epas1（缺氧诱导因子HIF-2α）表达显著降低。为了验证其功能，团队进行了系列实验：  

CRISPR敲除Epas1的后果：  
- 年轻T细胞的体外活化、扩增和杀伤能力未受影响。  
- 体内疗效骤降：Epas1敲除的T细胞无法有效抑制肿瘤生长，且肿瘤内T细胞数量减少，Tim3表达升高。  
- 基因表达谱变化：Epas1缺失导致肿瘤浸润T细胞中促浸润基因（Tstd2、Cd70）下调，而抑制性基因（Plk4、GRAMD4）上调。  

逆转衰老缺陷：通过逆转录病毒过表达Epas1，老年TCR-T细胞的抗肿瘤能力显著恢复，证明Epas1是改善疗效的关键靶点。



因此可见，衰老通过下调Epas1导致CD8 T细胞在肿瘤微环境中提前耗竭，丧失持久战斗力。Epas1不仅调控T细胞浸润和存活，还通过维持Tpex细胞群延缓终末耗竭。尽管老年T细胞在体外“正常”，其体内功能的崩塌提示ACT疗法需针对衰老相关缺陷进行优化。  

未来方向：  
1. 临床验证Epas1在老年癌症患者T细胞中的表达水平。  
2. 开发基于Epas1的基因编辑或药物激活策略，提升老年患者ACT疗效。  
3. 探索Epas1与其他衰老相关通路（如代谢重编程）的交互作用。  


参考文献：Kadyzhanova G et al. (2025) Aging impairs CD8 T cell responses in adoptive T-cell therapy against solid tumors. Front. Immunol. 16:1484303.