免疫系统对于抵御病原微生物的入侵以及肿瘤细胞的识别和清除起着重要的作用。正常情况下，免疫系统可以通过识别和攻击异常细胞，如癌细胞、病毒感染细胞等，从而阻止它们继续生长和扩散。随着年龄的增长，人体内的免疫系统逐渐衰退，出现免疫耗竭现象，导致人体对病毒、肿瘤等的免疫反应能力下降，从而增加了患病的风险和疾病的严重程度。因此，确定机体免疫信号通路中哪些关键分子在老年人中功能失调及其潜在作用机制可以提供对老龄化社会中免疫失调相关的病毒以及肿瘤等疾病的见解以及对抗它们的策略。对应对我国迫切面对的人口老龄化具有重大意义。

2022年，张龙教授团队通过四篇发表在国际著名学术期刊的研究论文，系统化地阐述了衰老相关干扰素信号衰减和肿瘤来源的细胞外囊泡影响T细胞耗竭导致肿瘤免疫逃逸的机制。在国际上首次阐明了衰老人群免疫功能低下的原因，为拮抗免疫衰老相关的病毒感染和肿瘤转移提供了新的策略和理论依据。

四项重要研究成果分别于《Nature Immunology》(Nature子刊，影响因子31）、《Nature Communications》（Nature子刊，影响因子17.7）和《EMBO Journal》（影响因子14）、《Cell Reports》（Cell子刊，影响因子10）。受《Nature Immunology》编辑部邀请在同期配发了题为“IRF3 and IRF7 require SIRT1 for liquid-liquid phase separation and transactivation of IFN-1”的评述专文评价此项工作。研究工作也被中国免疫学会等主流媒体亮点报道。

The immune system plays an important role in defending against invading pathogens and identifying and eliminating tumor cells. Under normal circumstances, the immune system can recognize and attack abnormal cells, such as cancer cells and virus-infected cells, to prevent them from continuing to grow and spread. As people age, the immune system gradually declines, resulting in immune exhaustion and reduced immune responses to viruses, tumors, and other diseases, increasing the risk of illness and severity of diseases. Therefore, identifying which key molecules in the body's immune signaling pathways are dysfunctional in the elderly and their potential mechanisms can provide insights into immune dysregulation-related diseases such as viruses and tumors in an aging society, as well as strategies to combat them.

 In 2022, Professor Zhang Long's team systematically elucidated the mechanisms of aging-related interferon signaling attenuation and tumor-derived extracellular vesicles affecting T cell exhaustion leading to tumor immune escape through four research papers published in internationally renowned academic journals. For the first time internationally, the reasons for immune dysfunction in the aging population were clarified, providing new strategies and theoretical basis for countering immune aging-related viral infections and tumor metastasis.

Four important research articles were published in Nature Immunology (IF=31), Cell Reports (IF=10), Nature Communications (IF=17.7), and EMBO Journal (IF=14). The editorial department of Nature Immunology highly praised this work in a long review article titled "IRF3 and IRF7 require SIRT1 for liquid-liquid phase separation and transactivation of IFN-1". This research has also been highlighted by mainstream media such as the Chinese Society for Immunology.

申请人张龙，浙江大学生命科学研究院教授、资深研究员，博士生导师。致力于机体免疫信号通路和肿瘤转移的研究。代表性工作发表在Nature Immunology (2017, 2018, 2022a, 2022b)、Nature Cell Biology (2012)、Cell Host & Microbe (2019)、Molecular Cell (2012, 2013, 2018)、Nature Structural & Molecular Biology (2023 in press)、Advanced Materials (2021)、Nature Communications (2014, 2017a, 2017b, 2022)、EMBO Journal (2017, 2022) 以及Advanced  Science、Cell Death Differentiation、Signal Transduction and Targeted Therapy、Protein Cell、Cancer Research、Journal of Biological Chemistry等期刊。论文被广泛引用（Web of Science citations>13000次; H index=45）。申请人于2016年获科技部重点研发计划资助并担任青年项目首席研究员；于2018年获得中国细胞生物学学会“青年研究员奖”（全国共2人）；入选科技部中青年科技创新领军人才；于2019年入选第四批国家“万人计划领军人才”；并于2019年获得“国家杰出青年科学基金”。

负责人：张龙

图1，去乙酰化依赖性IRF3/7相分离调节IFN-I转录和固有免疫

图2，血清中LPA和S1P诱导STK38L确保固有免疫系统快速应答

图3，USP8的阻断调控肿瘤转移和CD8+T细胞耗竭

图4，乳腺癌细胞分泌TβRII囊泡介导的CD8+ T细胞耗竭和肿瘤免疫逃逸

1. 固有免疫在人体抵御各种病原体的过程中发挥着极其重要的作用。机体遭受病毒感染后，包括IFN-β和IFN-α在内的I型干扰素的生成会受到精确严密地调控，达到清除病原体和避免自身免疫损伤的目的。在流行性感冒和COVID-19感染人群中，相对于年轻群体，老年群体的I型干扰素分泌水平更低，生成时间相对滞后，此外因感染COVID-19而失去生命的多为老年患者。固有免疫反应强度会随着机体衰老而逐渐低下，但免疫衰老和衰老相关I型干扰素信号通路之间具体分子机制还是未知的。

病毒感染之后，被激活的IRF3在细胞核内发生液液相分离，IRF3的DNA结合结构域（DBD）对于相分离以及与ISRE-DNA凝聚物的形成是至关重要的。通过基因编辑化学交联质谱（GECX-MS）对核内IRF3液滴分析，发现其中包含了IRF7的特异性肽段，表明IRF3也能够促使IRF7的相分离，共同在核内凝聚诱导I型干扰素的生成。通过进一步筛选，去乙酰化酶SIRT1的酶活性在IRF3/IRF7的相分离中发挥着决定性的调控作用。在SIRT1敲除细胞中，IRF3/IR7的DBD结构域的两个赖氨酸残基高度乙酰化，乙酰化修饰阻碍IRF3/IRF7与ISRE-DNA的相分离并且影响I型干扰素的转录生成。在IRF3/IRF7敲除的细胞表达特异赖氨酸位点乙酰化修饰IRF3/IRF7，都能抑制这两个转录因子相分离的形成，最终导致细胞内病毒载量增加。进一步深入研究发现衰老人群巨噬细胞中SIRT1的活性普遍降低，使得依赖DBD去乙酰化修饰激活的IRF3/IRF7无法相分离，这可能是导致固有免疫衰老的一个关键原因。在衰老小鼠模型中利用SIRT1特异性激动剂使SIRT1的活性上调，IRF3/IRF7的液液相分离以及I型干扰素的生成显著增强，这表明提升SIRT1在衰老小鼠中的活性能够预防固有免疫衰老。

研究不仅发现SIRT1通过影响IRF3/IRF7液液相分离从而调控干扰素信号通路新机制，还为固有免疫衰老的诱因提供了新的研究策略。

2. 固有免疫对于早期发现和消除病毒侵袭至关重要。细胞外信号在调控固有免疫过程中发挥重要的作用，然而其分子机制仍然未知。

研究深入阐述了多种细胞外因子，包括溶血磷脂酸（LPA）、1-磷酸鞘氨醇（S1P）通过血清反应因子（SRF）诱导丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶38样（STK38L）的转录，STK38L继而磷酸化IRF3的S303位点，从而抑制IRF3的泛素化降解，进而将固有免疫反应维持在准备状态。

研究工作发现血清剥夺在很大程度上限制了机体固有免疫反应。而血清存在时，由血清反应因子（SRF）诱导的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶38样（STK38L）介导IRF3磷酸化，从而防止IRF3在静息状态（未感染）中通过蛋白酶体降解，以确保在病毒感染状态有足够的IRF3参与激活免疫信号传导。STK38L对IRF3 Ser303的磷酸化是稳定IRF3关键开关。Ser303位点无磷酸化修饰的IRF3倾向被其E3泛素连接酶RAUL泛素化降解。STK38L缺陷小鼠表现出固有免疫受损，小鼠感染病毒后死亡率和病毒增殖升高。添加LPA、S1P等细胞外因子可通过激活SRF诱导STK38L的表达，进而诱导IRF3的Ser303磷酸化，可拯救由血清剥夺引起的免疫抑制。这些发现将SRF-STK38L-IRF3轴确定为一种新的机制，在未感染时将宿主保持在准备状态，从而确保对病毒的快速免疫反应。

3.       TGF-β信号在协调免疫逃逸中起着重要作用，高TGF-β信号与肿瘤复发、免疫治疗耐药密切相关。肿瘤微环境中的耗竭T细胞会降低T细胞的肿瘤杀伤功能，引起肿瘤细胞免疫逃逸，从而影响抗癌治疗策略的疗效。因此，探索T细胞耗竭的调控机制，研发有效的肿瘤治疗新策略进而提高抗肿瘤免疫治疗是亟待解决的关键问题。

我们发现USP8是调控TβRII蛋白水平及其分泌到肿瘤外泌体中的关键去泛素化酶，靶向USP8的抑制剂可拮抗肿瘤细胞中的SMAD信号，并阻断外泌体中TβRII的分泌，同时降低肿瘤特征。USP8抑制剂能够预防T细胞耗竭，同时抑制转移并改善癌症免疫疗法的治疗优势，因此具有巨大的临床价值和前景。 

团队通过DUB筛选策略发现去泛素化酶USP8是促肿瘤转移因子。USP8通过直接结合、去泛素化并稳定细胞膜上的TβRII水平，并促进其分泌到外泌体。因此，USP8能够促进TGF-β/SMAD诱导的上皮间质转化、肿瘤细胞的侵袭和转移，同时增加外泌体TβRII导致的T细胞耗竭。同时，USP8在乳腺癌患者肿瘤样本中高表达，与TβRII蛋白水平呈正相关，USP8高表达的乳腺癌患者生存期短。基于USP8调控TβRII的分子机制，团队合成并验证了特异性阻断USP8 酶活性的小分子抑制剂，并证明该抑制剂有效降低了TβRII的稳定性，拮抗肿瘤细胞中的SMAD信号，阻断TβRII外泌体的分泌，同时降低肿瘤特征，逆转T细胞耗竭，增强抗肿瘤获得性免疫，特别是与免疫检查点抑制剂联合使用，在动物模型水平上能显著抑制肿瘤转移和增强抗肿瘤免疫，为肿瘤免疫治疗提供了新的策略。

本项成果不仅揭示了TβRII蛋白在细胞内和外泌体中的调控机制，也为乳腺癌免疫治疗联合DUB抑制剂提供了理论基础和实验依据。