腫瘤發(fā)生過程中，腫瘤相關成纖維細胞（CAFs）分泌并重塑細胞外基質(zhì)（ECM），導致腫瘤組織顯著硬化。ECM硬度不僅改變腫瘤力學特性，還影響免疫細胞在腫瘤微環(huán)境（TME）中的分布和功能。研究顯示，降低ECM硬度可促進 T 細胞遷移并增強免疫檢查點抑制（ICB）療效。機械敏感離子通道（如Piezo1/2）和黏附分子（如整合素）能感知并轉(zhuǎn)導外界力學信號。然而，ECM硬度如何調(diào)控腫瘤特異性CD8? T 細胞功能仍不清楚。

2024年6月，廈門大學研究組研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子Osr2 在經(jīng)歷機械應力的CD8? T 細胞中顯著誘導，且Osr2足以驅(qū)動并維持 T 細胞衰竭表型。Osr2被確立為力學應答轉(zhuǎn)錄因子，其信號通路可能成為改善實體瘤 T 細胞治療的新靶點。

研究證實，實體瘤致密膠原區(qū)因基質(zhì)剛度升高導致CD8? T 細胞高表達PD-1和TIM-3，呈現(xiàn)耗竭表型。體外實驗進一步證實，高剛度聚二甲基硅氧烷（PDMS）凝膠基質(zhì)通過機械應力顯著加劇 T 細胞功能衰竭。

CD8? T 細胞通過機械感受通道Piezo1感知基質(zhì)剛度并介導Ca2?內(nèi)流。Piezo1激活抑制 T 細胞增殖和效應功能，促進衰竭；而Piezo1缺失增強CD8? T 細胞增殖與細胞毒性，減少PD-1?LAG-3?等耗竭表型，改善抗腫瘤免疫功能。

為探究機械應力刺激（MFS）促進CD8+ T 細胞耗竭的下游調(diào)控因子，研究通過多種實驗手段揭示機械應力經(jīng)Piezo1調(diào)控Osr2表達的機制。主要包括：① ATAC-seq 分析Yoda1處理后CD8? T 細胞的染色質(zhì)可及性變化，發(fā)現(xiàn)Osr2等基因位點開放增加；② RNA-seq/qPCR 驗證Osr2 mRNA上調(diào)；③ 染色質(zhì)變異性（chromVAR）與基序富集分析預測CREB1等轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合增強；④ 熒光素酶報告基因?qū)嶒炞C明CREB1激活Osr2啟動子；⑤ Ca2?成像、CaMKII抑制與Piezo1敲除實驗證實Piezo1–Ca2?–CaMKII–CREB通路在調(diào)控Osr2轉(zhuǎn)錄中的關鍵作用。

為了探究Osr2是否參與MFS介導的 T 細胞耗竭，通過構(gòu)建 T 細胞特異性Osr2敲除小鼠，結(jié)合體外硬基質(zhì)培養(yǎng)、腫瘤共轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，Osr2缺失顯著增強腫瘤浸潤CD8? T 細胞效應基因（Prf1、Ifng、Gzmb）表達，降低耗竭相關基因（Pdcd1、Tox）水平，增強增殖、減少凋亡，減弱機械應力誘導的 T 細胞耗竭，表明Osr2是MFS介導 T 細胞耗竭的關鍵下游執(zhí)行因子。

單細胞RNA測序顯示，Osr2特異性富集于腫瘤浸潤耗竭CD8? T 細胞（PD-1?TIM-3?），并與抑制性受體正相關、與細胞毒分子負相關，提示Osr2在耗竭 T 細胞中發(fā)揮關鍵作用。單細胞分析顯示，Osr2特異富集于腫瘤高纖維化環(huán)境中的晚期或終末耗竭CD8? T 細胞，而在慢性病毒感染誘導的T_EX細胞中未表達，表明Osr2的誘導依賴腫瘤微環(huán)境機械應力。

為了探究Osr2是否能驅(qū)動 T 細胞耗竭并削弱抗腫瘤或抗病毒免疫，體外和體內(nèi)實驗顯示，Osr2過表達抑制CD8? T 細胞效應功能基因表達（IFNγ?TNFα?、Prf1、Gzmb），誘導耗竭基因（Tox、Tnfsf10），在病毒感染和腫瘤模型中增強耗竭型 T 細胞的比例，削弱抗腫瘤免疫，顯示Osr2強化 T 細胞耗竭程序。

為了探究Osr2在CD8? T 細胞耗竭中的作用及其分子機制，通過體外逆轉(zhuǎn)錄病毒或慢病毒介導Osr2過表達（OE）、CD8? T細胞RNA測序（RNA-seq）、共免疫沉淀（coIP）、定量染色質(zhì)免疫沉淀（qChIP）、Cut&Tag分析以及小鼠MC38-OVA腫瘤移植模型體內(nèi)功能檢測，結(jié)果顯示Osr2通過招募HDAC3形成復合物，降低H3K27ac水平，抑制IFNγ、TNFα和Prf1等細胞毒性基因表達，同時誘導Tox等耗竭基因表達，強化CD8? T 細胞耗竭并削弱效應功能，HDAC3抑制可部分逆轉(zhuǎn)該效應。

為評估Osr2在腫瘤微環(huán)境中對CD8? T 細胞抗腫瘤功能的調(diào)控作用，研究通過B16-OVA、MC38-OVA移植小鼠模型和CAR-T細胞治療實驗發(fā)現(xiàn)，Osr2缺失顯著增強OT-I及CAR-T 細胞的抗腫瘤活性，增加IFNγ?TNFα?效應 T 細胞比例、降低T_EX細胞耗竭特征，并提高細胞增殖、減少凋亡，從而改善實體瘤免疫療效。

本研究揭示腫瘤硬微環(huán)境通過機械應力誘導CD8? T 細胞耗竭，Osr2由Piezo1/鈣/CREB軸和機械力共同誘導，作為轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳因子選擇性增強T_EX細胞耗竭，抑制細胞毒性基因表達并影響CAR-T療效。然而，研究仍有局限：腫瘤細胞硬度是否也調(diào)控 T 細胞耗竭尚不明確，組織消化方法可能未完全反映 T 細胞組成，慢性病毒感染中Osr2不表達，提示其耗竭機制可能非普遍性。