GPX4调控T细胞和CAR-T细胞铁死亡敏感性的关键机制及其在肿瘤免疫治疗中的意义

本研究针对肿瘤免疫治疗中T细胞功能受损的关键问题，揭示了GPX4（谷胱甘肽过氧化物酶4）作为铁死亡（ferroptosis）核心调控因子在T细胞和CAR-T细胞中的重要作用。通过多组学分析发现T细胞活化会重塑铁代谢和氧化还原稳态，导致CD8+效应记忆T细胞（EM/TEMRA）对铁死亡高度敏感。研究团队证实GPX4抑制剂会损害CAR-T细胞的抗肿瘤功能，而铁死亡抑制剂liproxstatin-1可显著增强其疗效。该发现为优化CAR-T细胞疗法提供了新策略，对解决肿瘤微环境中免疫细胞功能障碍具有重要临床意义。

　　

在肿瘤免疫治疗领域，CAR-T细胞疗法虽然对血液系统恶性肿瘤展现出显著疗效，但在实体瘤治疗中仍面临巨大挑战。肿瘤微环境（TME）中的慢性氧化应激、营养竞争等因素导致T细胞功能耗竭，但其分子机制尚未完全阐明。近年来，铁死亡（ferroptosis）——一种铁依赖性的程序性细胞死亡方式，在肿瘤生物学中备受关注。然而，关于免疫细胞特别是T细胞对铁死亡的敏感性及其对抗肿瘤免疫应答的影响，仍存在重大知识空白。

波兰科学院莫萨科夫斯基医学研究所（Mossakowski Medical Research Institute Polish Academy of Sciences）的研究团队在《Cancer Immunology, Immunotherapy》发表的重要研究，首次系统揭示了GPX4（glutathione peroxidase 4）在调控T细胞和CAR-T细胞铁死亡敏感性中的核心作用。研究发现T细胞活化会显著改变铁代谢和氧化还原平衡，导致CD8⁺效应记忆T细胞（EM/TEMRA）亚群对铁死亡特别敏感。通过抑制铁死亡，可显著增强CAR-T细胞在体内外的抗肿瘤活性，这为改善肿瘤免疫治疗效果提供了新思路。

研究人员采用多学科技术方法开展研究：从健康供体分离原代T细胞进行体外刺激培养；利用流式细胞术检测铁死亡相关标志物（CD71、FPN1、脂质ROS等）；通过Western blot分析GPX4、FSP1等关键蛋白表达；建立CD19 CAR-T细胞模型评估铁死亡对功能的影响；采用Raji淋巴瘤小鼠模型进行体内疗效验证；结合公共RNA-seq数据集（GSE59846、GSE240851）进行生物信息学分析。

研究结果部分包含以下重要发现：

1. T细胞刺激重塑铁和氧化还原稳态

   刺激后的T细胞表现出CD71（转铁蛋白受体）表达上调、不稳定铁池增加和ROS水平升高。Western blot显示GPX4蛋白水平显著下降，而FSP1（ferroptosis suppressor protein 1）表达增加，表明T细胞活化改变了铁死亡调控网络的平衡。

2. GPX4调控T细胞铁死亡敏感性

   未刺激T细胞对GPX4抑制剂（RSL3、ML162）具有抗性，而刺激后的T细胞表现出剂量依赖性死亡，可被铁死亡抑制剂liproxstatin-1（Lip-1）特异性逆转。联合使用FSP1抑制剂（iFSP1）可进一步增强铁死亡敏感性。

3. T细胞亚群存在铁死亡敏感性差异

   RNA-seq分析显示CD4⁺ T细胞的GPX4表达显著高于CD8⁺ T细胞。在CD8⁺亚群中，效应记忆（EM）和终末分化效应记忆（TEMRA）细胞对铁死亡最敏感，这与它们较低的GPX4表达水平相关。

4. 铁死亡影响CAR-T细胞功能

   GPX4抑制会损害CAR-T细胞的脱颗粒能力、细胞因子（IFNγ、TNFα）产生和肿瘤杀伤活性。在Raji淋巴瘤小鼠模型中，Lip-1处理显著增强了CD19 CAR-T细胞的抗肿瘤效果，延长了小鼠生存期。

这项研究具有多重重要意义：首先，阐明了T细胞活化与铁死亡敏感性之间的分子联系，发现GPX4-FSP1平衡是调控这一过程的关键开关；其次，揭示了不同T细胞亚群（特别是CD8⁺ EM/TEMRA）对铁死亡的差异性敏感机制；最重要的是，提出了通过调控铁死亡来优化CAR-T细胞疗法的新策略——包括缩短体外培养时间、使用IL-21等细胞因子维持较不分化表型、以及联合铁死亡抑制剂等。这些发现不仅深化了对T细胞功能调控的理解，也为克服肿瘤免疫治疗抵抗提供了切实可行的干预靶点。

值得注意的是，研究团队特别强调，未来抗肿瘤治疗设计需要精细平衡——既要选择性诱导肿瘤细胞铁死亡，又要保护细胞毒性T细胞的抗肿瘤功能。这一"双刃剑"效应的认识，将对肿瘤免疫联合治疗策略的开发产生深远影响。