导语：肿瘤细胞逃避T细胞攻击的机制长期困扰学界，现有研究虽揭示代谢重编程、免疫检查点抑制等路径，但肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)线粒体功能障碍的深层机制仍模糊不清。例如，肿瘤微环境的低氧低糖状态会迫使T细胞代谢从氧化磷酸化(OXPHOS)转向糖酵解，导致其效应功能衰竭和记忆形成障碍，而线粒体DNA(mtDNA)突变在肿瘤生长中的作用已被部分证实，但其在抗肿瘤免疫中的角色始终未被系统解析。
2025年1月，《自然》杂志发表研究“Immune evasion through mitochondrial transfer in the tumour microenvironment”，聚焦肿瘤细胞与T细胞间的线粒体传递现象。此前研究虽观察到细胞间可通过隧道纳米管(TNTs)或细胞外囊泡(EVs)交换线粒体，但这种转移如何影响T细胞功能、是否与免疫检查点抑制剂(ICIs)耐药相关，一直缺乏临床与机制层面的双向验证。本文通过分析临床样本与构建动物模型，首次发现肿瘤细胞向T细胞转移突变线粒体的免疫逃逸新路径，为破解ICIs疗效瓶颈提供了关键切入点。
从临床测序到机制验证
多模型解析线粒体转移路径
基于跨学科方法的转化医学研究
本研究通过整合临床样本分析、细胞共培养实验与动物模型，系统性探究肿瘤微环境中线粒体转移对T细胞功能的影响及其临床意义。研究首先纳入12例癌症患者的TILs及配对癌细胞(cohort A)，通过全mtDNA测序发现部分患者TILs与癌细胞共享mtDNA突变;进一步收集95例黑色素瘤(cohort B)、86例非小细胞肺癌(NSCLC，cohort C1)及56例化疗NSCLC患者(cohort C2)的肿瘤组织，分析mtDNA突变与ICIs疗效的相关性。
在机制研究中，研究者利用线粒体荧光标记技术(MitoDsRed)追踪癌细胞与TILs共培养时的线粒体转移，发现阻断TNTs(细胞松弛素B)或EVs释放(GW4869)可显著降低转移效率。通过电子显微镜、实时定量PCR及Western blot等技术，研究团队发现癌细胞来源的线粒体携带去泛素化酶USP30，可抑制T细胞的线粒体自噬(mitophagy)，促使突变线粒体在T细胞内积累并取代野生型线粒体。此外，通过构建mtDNA缺陷细胞模型(Jurkat/Rho0)及LLC/A11小鼠肺癌模型，验证了线粒体转移对T细胞代谢、衰老及记忆功能的损伤，并观察到EV抑制剂干预可逆转相关表型。
线粒体转移重塑T细胞命运
mtDNA突变预测免疫治疗结局
基础机制与临床数据的深度联动
临床样本证实肿瘤细胞与TILs存在mtDNA突变共享，且突变线粒体形态异常
对12例癌症患者(cohort A)的TILs及配对癌细胞进行全mtDNA测序，发现4例患者的TILs携带mtDNA突变，其中3例与癌细胞突变完全一致(如患者04的3290T>C突变，等位基因频率87%;患者02的6070T>C突变，等位基因频率85%)。通过流式细胞术分选纯CD45⁺CD3⁺ T细胞，证实突变存在于T细胞群体中(图1b-c)。电子显微镜显示，携带突变线粒体的TILs(如TIL04)和癌细胞(如MEL04)线粒体形态异常，表现为嵴数量减少(每线粒体嵴数量：突变组vs野生型组，P<0.0001)，而外周血淋巴细胞(PBLs)线粒体形态正常(图1d)。对患者04的FFPE肿瘤组织测序，确认mtDNA突变存在于原发肿瘤中(图1e)，排除培养过程中突变的可能性。
图1：TILs与癌细胞共享mtDNA突变线粒体
a. 同一患者(02和04号)配对的TILs与癌细胞全mtDNA的Integrative Genomics Viewer (IGV) 追踪数据。b. 批量TIL分析的代表性设门策略。c. 患者04号mtDNA的毛细管测序色谱图。d. 左图：患者04号批量TIL04、TIL04#9、MEL04和PBL04细胞的代表性透射电镜图像。右图：每个线粒体的嵴数量统计(每个线粒体计数20个，n=20)。比例尺：2μm。e. 患者04号FFPE肿瘤组织全mtDNA的IGV追踪数据。a和e使用下一代测序分析。图表中的P值通过单因素方差分析(ANOVA)和Bonferroni校正计算(d)。
线粒体通过TNTs和小EVs从癌细胞转移至T细胞，且转移效率受通路抑制剂影响
利用MitoDsRed标记癌细胞与TILs共培养，24小时后可见T细胞内出现DsRed信号，提示线粒体转移(图2a-b)。阻断TNTs形成(细胞松弛素B)或小EVs释放(GW4869)可使转移效率降低50%-70%，而阻断微EVs(Y-27632)影响较小(图2c)。通过3μm和0.4μm孔径滤膜实验证实，TNTs介导的直接细胞接触是主要转移路径，小EVs(<200nm)亦有贡献(图2c)。Western blot显示，纯化的小EVs中存在线粒体蛋白细胞色素c，证实其携带功能性线粒体(扩展数据图1i)。体内实验中，LLC/A11-MitoDsRed小鼠肿瘤的TILs中，DsRed⁺ T细胞比例随时间增加(第21天7.45%，第42天15.0%，图2g-h)，且单克隆测序显示DsRed⁺ T细胞携带癌细胞mtDNA突变(图2i)。
图2 | 癌细胞来源的mtDNA突变线粒体转移至TILs并逐步替代为纯质化
a. 三次独立实验的代表性共聚焦显微镜图像，显示线粒体转移。b. 四次独立实验的代表性流式细胞术染色分析，显示线粒体转移。c. TILs中源自MEL04细胞的线粒体定量。d. TIL04#9细胞与MEL04细胞共培养后的mtDNA毛细管测序色谱图。e,f. 延时成像。用MitoTracker Green标记的TIL04#9细胞与MEL04-MitoDsRed细胞共培养，使用数字全息显微镜每30分钟捕获图像。g. 小鼠TIL分析的代表性设门策略。h,i. LLC/A11-MitoDsRed肿瘤中DsRed⁺ T细胞频率(h)和TILs的mtDNA测序(i)。 癌细胞线粒体通过抑制自噬实现纯质化替代，USP30是关键调控分子
共培养15天后，部分T细胞出现mtDNA突变纯质化(即野生型线粒体完全被突变线粒体取代，图2d)。时间lapse成像显示，T细胞内源性线粒体(MitoTracker Green标记)信号逐渐减弱，而癌细胞来源线粒体(DsRed标记)信号增强，最终完全取代(图2e-f)。机制上，癌细胞衍生的ROS诱导T细胞线粒体自噬，但癌细胞线粒体携带的USP30可抑制自噬(LC3B表达降低，图3d-e)。阻断USP30(CMPD-39抑制剂或siRNA)可减少线粒体转移及纯质化(图3j-k)，恢复T细胞内源性线粒体数量(图3g)。临床样本中，USP30在癌细胞及突变TILs中高表达，与线粒体转移效率正相关(扩展数据图2i)。
图3 | 癌细胞线粒体因USP30抵抗线粒体自噬
a,b. TILs中线粒体定量。c. TIL04#9细胞与MEL04细胞在有或无NAC条件下共培养14天的mtDNA毛细管测序色谱图。单细胞分选后进行mtDNA测序。d,e. LC3B染色。用MitoTracker Green标记的TIL04#9细胞与MEL04-MitoDsRed细胞共培养3天，染色后分析。f. BNIP3和ATF4表达。TIL04#9细胞与MEL04-MitoDsRed细胞共培养14天，分选TILs后通过实时PCR分析。g.用线粒体自噬抑制剂处理的TIL04#9细胞中线粒体定量。共培养条件同a，有或无巴佛洛霉素A1，随后分析。h,i. USP30染色。用MitoTracker Green标记的TIL04#9细胞与MEL04-MitoDsRed细胞共培养3天，染色后分析。代表性共聚焦显微镜图像(h)和定量(i)(每组n=4)。j. 用USP30抑制剂或siRNA处理的TILs中线粒体转移定量。k. TIL04#9细胞与MEL04细胞在有或无CMPD-39或siRNA条件下共培养14天的mtDNA毛细管测序色谱图。 突变线粒体诱导T细胞代谢异常、衰老及记忆功能缺陷
携带突变线粒体的T细胞(DsRed⁺TIL04#9/04)线粒体膜电位降低40%-60%(MitoTracker Deep Red/Green比值下降，图4b)，ROS水平升高2-3倍(DCFDA荧光强度增加，图4c)，基础呼吸率降低30%，糖酵解依赖增加50%(扩展数据图3d-e)。衰老标志物β-半乳糖苷酶活性、p16/p53表达显著升高(图4d-f)，衰老细胞比例(CD27⁻CD28⁻)增加50%(图4g)，分泌表型IL-6、CXCL8、IL-1β表达上调2-4倍(图4h-j)。记忆T细胞相关指标显著受损：中央记忆T细胞(CCR7⁺CD45RA⁻)比例减少30%-40%(图4m)，长寿型KLRG1⁻细胞比例下降25%(图4n)，细胞增殖能力降低40%(CFSE稀释实验，图4k)，凋亡率增加20%(Annexin V⁺细胞，图4l)。
图4 | mtDNA突变线粒体转移损害TIL功能
a. DsRed⁻ TIL04#9细胞和DsRed⁺ TIL04#9细胞的mtDNA毛细管测序色谱图。b–p. 对a中建立的TILs分析以下参数：通过MitoTracker Deep Red和Green评估膜电位(b);通过DCFDA评估细胞内ROS产生(c);β-半乳糖苷酶活性(d);p16(e)和p53(f)表达;CD27⁻CD28⁻衰老分数(g);IL6(h)、CXCL8(i)和IL1B(j)表达;通过CFSE稀释评估快速分裂细胞(k);通过Annexin V评估凋亡(l);CCR7highCD45RAlow中央记忆(m)和KLRG1low长寿(n)分数;PD-1(o)和CD69(p)表达。 体内模型证实线粒体转移削弱PD-1抑制剂疗效，mtDNA突变预示临床预后不良
LLC/A11(mtDNA突变)小鼠肿瘤的TILs中，DsRed⁺ T细胞β-半乳糖苷酶活性较野生型LLC/P29组高60%(图5b)，凋亡率增加35%(图5c)，记忆前体效应T细胞(CD127⁺KLRG1⁻)比例减少40%(图5d)，PD-1表达降低50%(图5e)，提示T细胞功能耗竭。PD-1抑制剂对LLC/A11肿瘤无效，而阻断EV释放(GW4869)可恢复T细胞功能，使肿瘤生长抑制率提高35%(图5h)。临床队列中，黑色素瘤(cohort B)和NSCLC(cohort C1)患者的mtDNA突变率分别为32.6%和51.2%，突变患者的PFS(HR=1.82, P=0.0021)和OS(HR=1.65, P=0.0151)显著短于野生型患者，而化疗组(cohort C2)无此差异。
图5 | mtDNA突变线粒体转移降低体内抗肿瘤免疫
a. 线粒体转移率比较。体内实验如补充图3所述。b–f. LLC/P29-MitoDsRed或LLC/A11-MitoDsRed肿瘤中CD8⁺ TILs的β-半乳糖苷酶活性(b)、通过Annexin V评估的凋亡(c)、CD127highKLRG1low MPECs频率(d)、PD-1表达(e)及PD-1⁺CD8⁺ TILs中TIM3⁺TCF1⁻终末分化耗竭CD8⁺ T细胞频率(f)。g. 杀伤实验。h. 用抗PD-1抗体和/或EV释放抑制剂(GW4869)处理的LLC/P29-MitoDsRed和LLC/A11-MitoDsRed肿瘤的生长曲线。i. 局部注射GW4869后的线粒体转移。j–n. GW4869处理的LLC/P29-MitoDsRed和LLC/A11-MitoDsRed肿瘤中β-半乳糖苷酶活性(j)、通过Annexin V评估的凋亡(k)、CD127highKLRG1low MPECs频率(l)、PD-1表达(m)及TIM3⁺TCF1⁻终末分化耗竭CD8⁺ T细胞频率(n)。
总结
本研究通过临床与基础研究的双向验证，首次阐明肿瘤细胞通过线粒体转移向T细胞传递mtDNA突变，诱导T细胞代谢衰竭、衰老及记忆功能缺陷的免疫逃逸机制。研究发现，这种转移依赖TNTs和EVs路径，且癌细胞通过USP30抑制T细胞的线粒体自噬，促使突变线粒体在T细胞内积累。临床数据表明，肿瘤组织mtDNA突变与ICIs治疗预后显著相关，可作为预测免疫治疗响应的生物标志物。 本研究不仅拓展了肿瘤免疫逃逸的机制认知，将线粒体转移从 “现象观察” 推进至 “功能验证”，还为临床提供了双重价值——通过检测mtDNA突变筛选ICIs获益人群，同时提出靶向EVs释放(如GW4869)或USP30的联合治疗策略，为克服免疫治疗耐药提供了新方向。尽管需在更多癌种中验证机制普适性及干预手段的安全性，该研究已为肿瘤免疫治疗开辟了线粒体生物学的新赛道，有望推动 “线粒体-免疫” 交叉领域的精准治疗研发。
参考文献
Ikeda H, Kawase K, Nishi T, et al. Immune evasion through mitochondrial transfer in the tumour microenvironment[J]. Nature, 2025: 1-12.
导语：肿瘤细胞逃避T细胞攻击的机制长期困扰学界，现有研究虽揭示代谢重编程、免疫检查点抑制等路径，但肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)线粒体功能障碍的深层机制仍模糊不清。例如，肿瘤微环境的低氧低糖状态会迫使T细胞代谢从氧化磷酸化(OXPHOS)转向糖酵解，导致其效应功能衰竭和记忆形成障碍，而线粒体DNA(mtDNA)突变在肿瘤生长中的作用已被部分证实，但其在抗肿瘤免疫中的角色始终未被系统解析。
2025年1月，《自然》杂志发表研究“Immune evasion through mitochondrial transfer in the tumour microenvironment”，聚焦肿瘤细胞与T细胞间的线粒体传递现象。此前研究虽观察到细胞间可通过隧道纳米管(TNTs)或细胞外囊泡(EVs)交换线粒体，但这种转移如何影响T细胞功能、是否与免疫检查点抑制剂(ICIs)耐药相关，一直缺乏临床与机制层面的双向验证。本文通过分析临床样本与构建动物模型，首次发现肿瘤细胞向T细胞转移突变线粒体的免疫逃逸新路径，为破解ICIs疗效瓶颈提供了关键切入点。
从临床测序到机制验证
多模型解析线粒体转移路径
基于跨学科方法的转化医学研究
本研究通过整合临床样本分析、细胞共培养实验与动物模型，系统性探究肿瘤微环境中线粒体转移对T细胞功能的影响及其临床意义。研究首先纳入12例癌症患者的TILs及配对癌细胞(cohort A)，通过全mtDNA测序发现部分患者TILs与癌细胞共享mtDNA突变;进一步收集95例黑色素瘤(cohort B)、86例非小细胞肺癌(NSCLC，cohort C1)及56例化疗NSCLC患者(cohort C2)的肿瘤组织，分析mtDNA突变与ICIs疗效的相关性。
在机制研究中，研究者利用线粒体荧光标记技术(MitoDsRed)追踪癌细胞与TILs共培养时的线粒体转移，发现阻断TNTs(细胞松弛素B)或EVs释放(GW4869)可显著降低转移效率。通过电子显微镜、实时定量PCR及Western blot等技术，研究团队发现癌细胞来源的线粒体携带去泛素化酶USP30，可抑制T细胞的线粒体自噬(mitophagy)，促使突变线粒体在T细胞内积累并取代野生型线粒体。此外，通过构建mtDNA缺陷细胞模型(Jurkat/Rho0)及LLC/A11小鼠肺癌模型，验证了线粒体转移对T细胞代谢、衰老及记忆功能的损伤，并观察到EV抑制剂干预可逆转相关表型。
线粒体转移重塑T细胞命运
mtDNA突变预测免疫治疗结局
基础机制与临床数据的深度联动
临床样本证实肿瘤细胞与TILs存在mtDNA突变共享，且突变线粒体形态异常
对12例癌症患者(cohort A)的TILs及配对癌细胞进行全mtDNA测序，发现4例患者的TILs携带mtDNA突变，其中3例与癌细胞突变完全一致(如患者04的3290T>C突变，等位基因频率87%;患者02的6070T>C突变，等位基因频率85%)。通过流式细胞术分选纯CD45⁺CD3⁺ T细胞，证实突变存在于T细胞群体中(图1b-c)。电子显微镜显示，携带突变线粒体的TILs(如TIL04)和癌细胞(如MEL04)线粒体形态异常，表现为嵴数量减少(每线粒体嵴数量：突变组vs野生型组，P<0.0001)，而外周血淋巴细胞(PBLs)线粒体形态正常(图1d)。对患者04的FFPE肿瘤组织测序，确认mtDNA突变存在于原发肿瘤中(图1e)，排除培养过程中突变的可能性。
图1：TILs与癌细胞共享mtDNA突变线粒体
a. 同一患者(02和04号)配对的TILs与癌细胞全mtDNA的Integrative Genomics Viewer (IGV) 追踪数据。b. 批量TIL分析的代表性设门策略。c. 患者04号mtDNA的毛细管测序色谱图。d. 左图：患者04号批量TIL04、TIL04#9、MEL04和PBL04细胞的代表性透射电镜图像。右图：每个线粒体的嵴数量统计(每个线粒体计数20个，n=20)。比例尺：2μm。e. 患者04号FFPE肿瘤组织全mtDNA的IGV追踪数据。a和e使用下一代测序分析。图表中的P值通过单因素方差分析(ANOVA)和Bonferroni校正计算(d)。
线粒体通过TNTs和小EVs从癌细胞转移至T细胞，且转移效率受通路抑制剂影响
利用MitoDsRed标记癌细胞与TILs共培养，24小时后可见T细胞内出现DsRed信号，提示线粒体转移(图2a-b)。阻断TNTs形成(细胞松弛素B)或小EVs释放(GW4869)可使转移效率降低50%-70%，而阻断微EVs(Y-27632)影响较小(图2c)。通过3μm和0.4μm孔径滤膜实验证实，TNTs介导的直接细胞接触是主要转移路径，小EVs(<200nm)亦有贡献(图2c)。Western blot显示，纯化的小EVs中存在线粒体蛋白细胞色素c，证实其携带功能性线粒体(扩展数据图1i)。体内实验中，LLC/A11-MitoDsRed小鼠肿瘤的TILs中，DsRed⁺ T细胞比例随时间增加(第21天7.45%，第42天15.0%，图2g-h)，且单克隆测序显示DsRed⁺ T细胞携带癌细胞mtDNA突变(图2i)。
图2 | 癌细胞来源的mtDNA突变线粒体转移至TILs并逐步替代为纯质化
a. 三次独立实验的代表性共聚焦显微镜图像，显示线粒体转移。b. 四次独立实验的代表性流式细胞术染色分析，显示线粒体转移。c. TILs中源自MEL04细胞的线粒体定量。d. TIL04#9细胞与MEL04细胞共培养后的mtDNA毛细管测序色谱图。e,f. 延时成像。用MitoTracker Green标记的TIL04#9细胞与MEL04-MitoDsRed细胞共培养，使用数字全息显微镜每30分钟捕获图像。g. 小鼠TIL分析的代表性设门策略。h,i. LLC/A11-MitoDsRed肿瘤中DsRed⁺ T细胞频率(h)和TILs的mtDNA测序(i)。 癌细胞线粒体通过抑制自噬实现纯质化替代，USP30是关键调控分子
共培养15天后，部分T细胞出现mtDNA突变纯质化(即野生型线粒体完全被突变线粒体取代，图2d)。时间lapse成像显示，T细胞内源性线粒体(MitoTracker Green标记)信号逐渐减弱，而癌细胞来源线粒体(DsRed标记)信号增强，最终完全取代(图2e-f)。机制上，癌细胞衍生的ROS诱导T细胞线粒体自噬，但癌细胞线粒体携带的USP30可抑制自噬(LC3B表达降低，图3d-e)。阻断USP30(CMPD-39抑制剂或siRNA)可减少线粒体转移及纯质化(图3j-k)，恢复T细胞内源性线粒体数量(图3g)。临床样本中，USP30在癌细胞及突变TILs中高表达，与线粒体转移效率正相关(扩展数据图2i)。
图3 | 癌细胞线粒体因USP30抵抗线粒体自噬
a,b. TILs中线粒体定量。c. TIL04#9细胞与MEL04细胞在有或无NAC条件下共培养14天的mtDNA毛细管测序色谱图。单细胞分选后进行mtDNA测序。d,e. LC3B染色。用MitoTracker Green标记的TIL04#9细胞与MEL04-MitoDsRed细胞共培养3天，染色后分析。f. BNIP3和ATF4表达。TIL04#9细胞与MEL04-MitoDsRed细胞共培养14天，分选TILs后通过实时PCR分析。g.用线粒体自噬抑制剂处理的TIL04#9细胞中线粒体定量。共培养条件同a，有或无巴佛洛霉素A1，随后分析。h,i. USP30染色。用MitoTracker Green标记的TIL04#9细胞与MEL04-MitoDsRed细胞共培养3天，染色后分析。代表性共聚焦显微镜图像(h)和定量(i)(每组n=4)。j. 用USP30抑制剂或siRNA处理的TILs中线粒体转移定量。k. TIL04#9细胞与MEL04细胞在有或无CMPD-39或siRNA条件下共培养14天的mtDNA毛细管测序色谱图。 突变线粒体诱导T细胞代谢异常、衰老及记忆功能缺陷
携带突变线粒体的T细胞(DsRed⁺TIL04#9/04)线粒体膜电位降低40%-60%(MitoTracker Deep Red/Green比值下降，图4b)，ROS水平升高2-3倍(DCFDA荧光强度增加，图4c)，基础呼吸率降低30%，糖酵解依赖增加50%(扩展数据图3d-e)。衰老标志物β-半乳糖苷酶活性、p16/p53表达显著升高(图4d-f)，衰老细胞比例(CD27⁻CD28⁻)增加50%(图4g)，分泌表型IL-6、CXCL8、IL-1β表达上调2-4倍(图4h-j)。记忆T细胞相关指标显著受损：中央记忆T细胞(CCR7⁺CD45RA⁻)比例减少30%-40%(图4m)，长寿型KLRG1⁻细胞比例下降25%(图4n)，细胞增殖能力降低40%(CFSE稀释实验，图4k)，凋亡率增加20%(Annexin V⁺细胞，图4l)。
图4 | mtDNA突变线粒体转移损害TIL功能
a. DsRed⁻ TIL04#9细胞和DsRed⁺ TIL04#9细胞的mtDNA毛细管测序色谱图。b–p. 对a中建立的TILs分析以下参数：通过MitoTracker Deep Red和Green评估膜电位(b);通过DCFDA评估细胞内ROS产生(c);β-半乳糖苷酶活性(d);p16(e)和p53(f)表达;CD27⁻CD28⁻衰老分数(g);IL6(h)、CXCL8(i)和IL1B(j)表达;通过CFSE稀释评估快速分裂细胞(k);通过Annexin V评估凋亡(l);CCR7highCD45RAlow中央记忆(m)和KLRG1low长寿(n)分数;PD-1(o)和CD69(p)表达。 体内模型证实线粒体转移削弱PD-1抑制剂疗效，mtDNA突变预示临床预后不良
LLC/A11(mtDNA突变)小鼠肿瘤的TILs中，DsRed⁺ T细胞β-半乳糖苷酶活性较野生型LLC/P29组高60%(图5b)，凋亡率增加35%(图5c)，记忆前体效应T细胞(CD127⁺KLRG1⁻)比例减少40%(图5d)，PD-1表达降低50%(图5e)，提示T细胞功能耗竭。PD-1抑制剂对LLC/A11肿瘤无效，而阻断EV释放(GW4869)可恢复T细胞功能，使肿瘤生长抑制率提高35%(图5h)。临床队列中，黑色素瘤(cohort B)和NSCLC(cohort C1)患者的mtDNA突变率分别为32.6%和51.2%，突变患者的PFS(HR=1.82, P=0.0021)和OS(HR=1.65, P=0.0151)显著短于野生型患者，而化疗组(cohort C2)无此差异。
图5 | mtDNA突变线粒体转移降低体内抗肿瘤免疫
a. 线粒体转移率比较。体内实验如补充图3所述。b–f. LLC/P29-MitoDsRed或LLC/A11-MitoDsRed肿瘤中CD8⁺ TILs的β-半乳糖苷酶活性(b)、通过Annexin V评估的凋亡(c)、CD127highKLRG1low MPECs频率(d)、PD-1表达(e)及PD-1⁺CD8⁺ TILs中TIM3⁺TCF1⁻终末分化耗竭CD8⁺ T细胞频率(f)。g. 杀伤实验。h. 用抗PD-1抗体和/或EV释放抑制剂(GW4869)处理的LLC/P29-MitoDsRed和LLC/A11-MitoDsRed肿瘤的生长曲线。i. 局部注射GW4869后的线粒体转移。j–n. GW4869处理的LLC/P29-MitoDsRed和LLC/A11-MitoDsRed肿瘤中β-半乳糖苷酶活性(j)、通过Annexin V评估的凋亡(k)、CD127highKLRG1low MPECs频率(l)、PD-1表达(m)及TIM3⁺TCF1⁻终末分化耗竭CD8⁺ T细胞频率(n)。
总结
本研究通过临床与基础研究的双向验证，首次阐明肿瘤细胞通过线粒体转移向T细胞传递mtDNA突变，诱导T细胞代谢衰竭、衰老及记忆功能缺陷的免疫逃逸机制。研究发现，这种转移依赖TNTs和EVs路径，且癌细胞通过USP30抑制T细胞的线粒体自噬，促使突变线粒体在T细胞内积累。临床数据表明，肿瘤组织mtDNA突变与ICIs治疗预后显著相关，可作为预测免疫治疗响应的生物标志物。 本研究不仅拓展了肿瘤免疫逃逸的机制认知，将线粒体转移从 “现象观察” 推进至 “功能验证”，还为临床提供了双重价值——通过检测mtDNA突变筛选ICIs获益人群，同时提出靶向EVs释放(如GW4869)或USP30的联合治疗策略，为克服免疫治疗耐药提供了新方向。尽管需在更多癌种中验证机制普适性及干预手段的安全性，该研究已为肿瘤免疫治疗开辟了线粒体生物学的新赛道，有望推动 “线粒体-免疫” 交叉领域的精准治疗研发。
参考文献
Ikeda H, Kawase K, Nishi T, et al. Immune evasion through mitochondrial transfer in the tumour microenvironment[J]. Nature, 2025: 1-12.
