《iScience》：CD147 regulates CD8+ T cell cytotoxic activity by facilitating phosphorylation and subsequent recruitment of proximal TCR signaling kinases
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本研究揭示了CD147在肿瘤微环境中通过直接结合CD3ε、CD3ζ和LCK等TCR信号复合物关键组分，异常放大T细胞受体（TCR）近端信号传导，从而导致CD8+T细胞功能耗竭的新机制。研究人员通过构建CD147基因敲除模型及嵌入CD147细胞内结构域（CD147-ICD）的CAR-T细胞，证明靶向CD147可显著增强T细胞细胞毒性并逆转耗竭表型，为优化实体瘤CAR-T疗法提供了新策略。
在肿瘤免疫治疗领域，免疫检查点阻断（ICB）和嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法虽在血液肿瘤中展现出显著疗效，但其在实体瘤治疗中仍面临响应率低、耐药性及T细胞功能耗竭等严峻挑战。肿瘤微环境（TME）的免疫抑制特性是导致疗效受限的关键因素之一，其中CD8+T细胞作为主要的抗肿瘤效应细胞，其T细胞受体（TCR）信号的异常活化往往导致细胞功能失调和耗竭。CD147（亦称Basigin或EMMPRIN）是免疫球蛋白超家族的一种跨膜糖蛋白，在活化T细胞上高表达，既往研究提示其可能调控T细胞活化、效应功能及耗竭，但具体分子机制尚不明确。
为探究CD147在T细胞功能中的作用，研究人员开展了一系列实验。他们利用CD8+T细胞特异性CD147基因敲除小鼠模型，发现CD147缺失能显著增强T细胞的细胞毒性功能，并降低耗竭标志物如PD-1和TIM-3的表达。机制研究表明，CD147通过其细胞内结构域（ICD）直接与TCR信号通路关键分子CD3ε、CD3ζ及LCK激酶相互作用，从而干扰近端TCR激酶信号传导。这种异常的相互作用促进了TCR信号的持续过度活化，最终驱动T细胞耗竭。进一步地，研究人员尝试将CD147-ICD作为共刺激结构域嵌入靶向EGFRvIII的第三代CAR-T细胞（CAR-4-1BB-CD147-ICD-CD3ζ）中。令人惊喜的是，与传统的CAR-T细胞相比，这种新型CAR-T细胞在体外和体内实验中均表现出更强的肿瘤杀伤能力和更低的耗竭特征，同时减少了细胞自发凋亡。
为开展本研究，作者综合运用了多种关键技术方法：利用公共数据库（如TISCH、GEPIA2、TCGA）进行生物信息学分析以明确CD147的表达谱和临床相关性；通过流式细胞术、蛋白质免疫印迹（Western Blot）评估蛋白表达与磷酸化水平；采用免疫共沉淀（Co-IP）、GST pull-down、表面等离子共振（SPR）及荧光寿命成像-荧光共振能量转移（FLIM-FRET）等技术验证蛋白质间的直接相互作用；构建了CD8+T细胞条件性基因敲除小鼠模型进行在体功能研究；并通过慢病毒转导技术构建了CD147-ICD修饰的CAR-T细胞，利用乳酸脱氢酶（LDH）释放实验、细胞共培养模型以及荷瘤小鼠模型（使用LN-18、MC38、B16-F10等细胞系）评估其抗肿瘤效能。研究中使用了健康捐赠者来源的外周血单核细胞（PBMC）及原代T细胞。
CD147在肿瘤免疫过程中作为免疫抑制分子发挥重要作用
对公共数据库的分析显示，CD147（BSG）在多种肿瘤组织（如黑色素瘤、肝细胞癌）中表达显著升高，且其高表达与患者不良预后相关。单细胞测序数据表明，CD147在CD8+T细胞中富集，并与效应分子（GZMB, PRF1）及耗竭标志物（PD1, TIM3, LAG3）共表达。体外实验证实，活化的人PBMC来源及小鼠CD8+T细胞中CD147表达上调。
体外敲低或敲除CD147可增强CD8+T细胞细胞毒性并缓解耗竭
通过构建CD8+T细胞特异性CD147敲除小鼠模型，研究发现CD147缺失显著增强了T细胞的细胞毒性（IFN-γ、TNF-α、GZMB表达升高），并降低了耗竭标志物（PD-1、TIM-3）的表达。利用慢病毒载体敲低CD147得到了一致的结果，并且OVA特异性OT-1 CD8+T细胞在敲低CD147后，对B16-OVA或MC38-OVA肿瘤细胞的杀伤能力显著增强。
CD147缺陷通过促进免疫反应抑制肿瘤进展
在荷瘤（B16-F10/MC38）小鼠模型中，CD147敲除显著抑制了肿瘤生长，增加了肿瘤浸润CD8+T细胞的比例，并增强了其效应功能，同时降低了耗竭状态。为排除微环境影响，研究人员将CD45.1+野生型和CD45.2+CD147-/-CD8+T细胞以1:1比例过继转移至MC38荷瘤Rag小鼠体内，发现CD147缺陷的T细胞在肿瘤和肿瘤引流淋巴结中浸润更多，并产生更高水平的穿孔素、IFN-γ和TNF-α。
CD147直接与CD3ε、CD3ζ和LCK相互作用
免疫共沉淀-质谱联用分析发现CD147与TCR信号通路中的近端激酶组分密切相关。FLIM-FRET、SPR和分子对接模拟等实验证实，CD147-ICD能直接与CD3ε、CD3ζ和LCK结合，但不与CD3D结合。点突变实验进一步确定了相互作用的关键氨基酸残基。
CD147通过促进T细胞受体近端激酶的招募和磷酸化来增强T细胞活化
在CD147敲除的Jurkat T细胞中，CD3/CD28抗体刺激后，CD3ζ、LCK和ZAP70的磷酸化水平显著降低，T细胞活化标志物CD69的表达也下降。相反，过表达CD147-ICD则增强了这些激酶的磷酸化和CD69表达。机制上，CD147促进了LCK和ZAP70向CD3ζ的招募，从而放大了TCR近端信号。
将CD147-细胞内结构域嵌入CAR-T细胞可增强其细胞毒性功能，减少持续性信号，并逆转耗竭
研究人员构建了含有CD147-ICD共刺激结构域的CAR-T细胞（CAR-4-1BB-CD147-ICD-CD3ζ）。在无抗原刺激条件下，该CAR-T细胞表现出较低的自发活化（CD69）和耗竭（PD-1, TIM-3）水平。在与EGFRvIII过表达的LN-18肿瘤细胞共培养时，CD147-ICD修饰的CAR-T细胞展现出更强的细胞毒性、更高的效应分子（IFN-γ, TNF-α）表达以及更低的凋亡率。在荷瘤小鼠模型中，该CAR-T细胞能更有效地控制肿瘤生长，肿瘤浸润的T细胞效应功能更强且耗竭程度更低。
研究结论与讨论
本研究发现CD147在T细胞中扮演着“双刃剑”的角色：一方面，在慢性抗原刺激下，CD147通过与TCR信号复合物相互作用，异常放大近端信号，最终驱动T细胞耗竭，促进肿瘤免疫逃逸；另一方面，利用其信号放大特性，将CD147-ICD作为共刺激模块整合到CAR-T设计中，可以优化T细胞活化信号，在增强抗肿瘤效力的同时减轻耗竭。这揭示了CD147调控TCR信号的新机制，为理解T细胞耗竭提供了新视角，并为改进CAR-T疗法，特别是针对实体瘤的治疗，提供了新的思路和潜在靶点。该研究强调了精细调控T细胞活化信号的重要性，过度或不足的信号均可能导致功能受损，而CD147-ICD的引入可能有助于找到这一平衡点，从而提升过继性T细胞治疗的持久性和有效性。
