相关|江南大学/复旦大学团队揭露肠癌“改造”巨噬细胞全程！细胞|极化|改造|组织|研究|细胞

结直肠癌是严重危害全球的公共健康难题，发病率和死亡率均位居癌症前三[1] 。近年来研究发现，结直肠癌的发生发展与肿瘤免疫逃逸密切相关，然而，相关具体机制尚未彻底阐明。
肿瘤细胞往往通过营造独特的肿瘤微环境来逃避免疫[2] 。在肿瘤微环境中，巨噬细胞是最丰富的免疫细胞，而且能随肿瘤微环境的变化而改变，极化为M1表型或M2表型。其中， M2表型的巨噬细胞能抑制局部免疫，促进肿瘤免疫逃逸和进展[3] 。
近日，江南大学医学院黄朝晖教授和复旦大学黄胜林团队，针对肠癌细胞利用巨噬细胞免疫逃逸的机制，在国际顶尖医学期刊 Advanced Science 上发表重要研究成果[4] 。

文章图片

官网论文首页截图
他们发现，肠癌细胞能分泌小细胞外囊泡，囊泡内的miR-21-5p和miR-200a通过PTEN/AKT和SCOS1/STAT1途径，诱导肿瘤相关巨噬细胞发生M2样极化，上调PD-L1表达，进而导致CD8+T细胞活性下降，实现免疫逃逸和肿瘤生长。
首先，研究人员分析了肠癌临床样本，发现越靠近癌症组织中心， M2样巨噬细胞的密度也就越高。体外实验共培养巨噬细胞和肠癌细胞后，巨噬细胞极化为M2表型。这提示巨噬细胞在浸润肠癌组织的过程中发生了表型转变。
随后进一步的生信分析发现，随肠癌病情的进展，发生M2极化的肿瘤相关巨噬细胞比例升高，免疫抑制信号通路富集， PD-L1表达水平上调。生存分析发现， M2样巨噬细胞的PD-L1表达和肠癌预后不良显著相关。

文章图片

图A：M2样巨噬细胞的密度在肠癌组织中心远高于在组织边缘（CD206为巨噬细胞M2极化的标志物）；图B：与正常肠上皮细胞（NCM460）共培养相比，和肠癌细胞（SW620）共培养的巨噬细胞呈现M2样改变；图G：M2样巨噬细胞PD-L1表达阳性的肠癌患者预后不良
PD-L1作为PD-1的配体，能与T细胞的PD-1结合，诱导T细胞失能和凋亡，进而抑制肿瘤抗原特异性CD8+T细胞的激活、增殖和抗肿瘤功能[5] 。
那么，在肠癌中，巨噬细胞发生M2极化后，是否是通过表达PD-L1来抑制CD8+T细胞，进而发挥免疫抑制作用？
研究人员把巨噬细胞经肠癌细胞共培养处理后，再与淋巴细胞共培养，发现巨噬细胞PD-L1表达上调， CD8+T细胞比例下降，而在共培养过程中添加抗PD-L1抗体则能抑制CD8+T细胞比例的降低。此外，在肠癌病理组织中， PD-L1+M2样巨噬细胞浸润得越多， CD8+T细胞的比例就越低。

文章图片

图H：巨噬细胞经肠癌细胞共培养处理后，再与淋巴细胞共培养，能降低CD8+T细胞比例；图J：肠癌组织中， PD-L1+M2样巨噬细胞和CD8+T细胞的比例呈反比
这些结果表明，肠癌细胞能诱导巨噬细胞发生M2极化，表达PD-L1 ，抑制CD8+ T细胞。
但是，肠癌细胞又是通过何种途径来诱导巨噬细胞呢？
小细胞外囊泡是细胞分泌的直径为30-150纳米的细胞外囊泡，是细胞间信号传导的重要载体[6] 。之前的研究发现肿瘤细胞外囊泡和免疫逃逸关系密切，据此，研究人员推测，肠癌细胞通过分泌小细胞外囊泡来调控巨噬细胞，以逃逸免疫。
随后，研究人员进行了实验，验证了假说。在体外共培养实验中，巨噬细胞经肠癌细胞来源的小细胞外囊泡共培养处理后，表现出M2样表型， PD-L1表达增加，再与淋巴细胞共培养，能降低CD8+T细胞的比例；在体内实验中，小鼠经注射肠癌细胞来源的小细胞外囊泡后，体内巨噬细胞的PD-L1表达上调。