《科学》:不促红,改促癌?!斯坦福团队最新研究揭示,癌细胞分泌的促红细胞生成素可增强巨噬细胞免疫抑制性

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1.斯坦福大学团队在《科学》期刊发表的研究显示,癌细胞可通过分泌促红细胞生成素(EPO)增强巨噬细胞的免疫抑制性。

2.研究发现,EPO在非炎症型HCC肿瘤微环境中起到关键作用,使免疫应答受到抑制。

3.通过敲除癌细胞的Epo基因,研究者们成功地降低了EPO水平,提高了免疫应答,限制了肿瘤生长。

4.研究者发现,单核来源巨噬细胞(CD11bhi)与Kupffer细胞(TIM-4+KCs)可能是响应EPO调控的主要免疫细胞亚群。

5.未来理想的干预策略可能是精准对巨噬细胞递送药物,阻断EPO/EPOR信号,从而激活CD8+T细胞主导的抗肿瘤免疫应答。

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奇点糕有时候真觉得,癌细胞对“投鼠忌器”这个词的理解太深刻了:人体内许多广泛存在且重要的物质或生理机制,都可能被癌细胞借用乃至挟持,就算科研探索能够揭示出来,也不好轻举妄动就去干预,不然可能伤敌一千自损一万;但每次看到一些熟悉的名字和癌症联系在一起,这恼火还是根本忍不住,各位应该也有同感吧?


而今天,斯坦福大学团队在最新一期《科学》发表的研究成果就又是此番情节:对肝细胞癌(HCC)的研究显示,癌细胞可以分泌对人体有重要功能的促红细胞生成素(EPO),以此来专门增强肿瘤微环境内巨噬细胞的免疫抑制性,使CD8+T细胞主导的抗肿瘤免疫应答和肝癌免疫治疗吃瘪,就说可气不可气?得对EPO及其受体EPOR信号精准干预才行啊[1]。


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一图总结论文核心内容


能揭示癌细胞分泌EPO促进免疫抑制,其实在研究者们看来算是“意外之喜”[2],因为研究的出发点其实是分析HCC等免疫治疗收效不佳、肿瘤微环境偏冷或者说属于“非炎症型”(Non-inflamed)的实体瘤,为何不能有效激活人体内的适应性免疫应答:在敲除Trp53Pten构建的典型“非炎症型”HCC模型小鼠中,小鼠都表现出EPO显著升高和脾脏肿大,且与贫血和肿瘤体积无关,这才让研究者们怀疑EPO与HCC较强的免疫抑制性有关。


在分析既往HCC患者数据库,确认EPO表达水平与患者不良预后及肿瘤内调节性T细胞、M0表型静息状态巨噬细胞(也为免疫调节性亚群)富集有关后,研究者们开始“揪住EPO不放”了:将癌细胞的Epo基因敲除,可使HCC模型小鼠体内EPO水平显著下降,即证实癌细胞是EPO的主要来源,且敲除后免疫应答显著增强,使肿瘤生长明显受限


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EPO对HCC免疫抑制性微环境至关重要


接下来,研究者们通过分析HCC小鼠肿瘤内EPO相应受体的EPOR分布情况,发现两个肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)亚群,即单核来源巨噬细胞(CD11bhi与Kupffer细胞(TIM-4+KCs)可能是响应EPO调控的主要免疫细胞亚群,它们的标志物表达提示了潜在的免疫调节功能,且人类HCC患者内的EPOR+巨噬细胞也符合该特征(如表达CD11b)


进一步实验也显示,癌细胞分泌EPO和上述巨噬细胞表达EPOR,都对非炎症型HCC的发生发展缺一不可,即使是在肿瘤成形后,压低EPOR表达也会使肿瘤重新发生炎症,被免疫监视“盯上”。而不出所料,敲除巨噬细胞中的EPOR就可有效激活CD8+T细胞主导的抗肿瘤免疫应答,并正向影响调节性T细胞的极化状态,还能与PD-1抑制剂治疗协同增效。


EPO/EPOR信号对巨噬细胞的调控,则是通过影响巨噬细胞内关键转录因子NRF2的核转位实现的,而NRF2调控的下游途径是血红素耗竭和抗氧化作用,其中的血红素耗竭就会使巨噬细胞转变为抗炎性表型[3],不再生成促炎性细胞因子,HCC肿瘤微环境就由此走向了不利于免疫应答的“非炎症型”。要逆转EPO/EPOR信号的影响,理想干预策略就是精准对巨噬细胞递送药物实现阻断,研究者们在实验中使用的小干扰RNA(siRNA)就不错。


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NRF2激活及其调控的血红素耗竭,是导致免疫抑制的关键环节

参考文献:

[1]Chiu D K-C, Zhang X, Cheng B Y-L, et al. Tumor-derived erythropoietin acts as an immunosuppressive switch in cancer immunity [J]. Science, 388(6745): eadr3026.

[2]https://www.science.org/content/article/notorious-performance-enhancing-hormone-helps-tumors-hide-immune-system

[3]Soares M P, Hamza I. Macrophages and iron metabolism[J]. Immunity, 2016, 44(3): 492-504.

本文作者丨谭硕