在与癌症的斗争中，树突状细胞 (DCs) 扮演着不可或缺的角色，它们需要不断地从肿瘤微环境（TME）中捕获肿瘤抗原，然后迁移到肿瘤引流淋巴结（tdLNs），在那里训练并激活特异性T细胞，让这些T细胞学会识别并攻击肿瘤。
这个从肿瘤微环境到淋巴结的漫长旅程，是有效抗肿瘤免疫循环的关键环节。然而，肿瘤却会利用这个环节进行免疫逃逸，随着肿瘤的进展，这种具备迁移能力的传统树突状细胞（mig-cDCs）在淋巴结中的数量会显著减少。
最近，西湖大学周挺实验组，发表在《自然》的一篇研究，探讨了树突状细胞在抗肿瘤免疫中的关键作用，并揭示了肿瘤进展如何损害这些细胞的迁移能力。通过抑制PDE5（例如使用西地那非，俗称伟哥），可以恢复DC的迁移能力，从而增强抗肿瘤免疫反应。
文章通过对人胰腺癌、乳腺癌和结肠癌患者的淋巴结进行分析，发现晚期患者淋巴结中的成熟DC数量明显减少，并且分布稀疏。小鼠模型也证实了这一趋势：在肿瘤进展到晚期时，tdLNs中mig-cDCs的比例和绝对数量都下降了2到3倍，无论是cDC1还是cDC2亚群都受到了影响。这种下降只发生在肿瘤引流淋巴结，而非其他淋巴结，这表明是区域性肿瘤进展的特定影响。同时，携带肿瘤抗原的mig-cDCs（ZsGreen+ mig-cDCs）也大幅减少，这直接导致了肿瘤特异性T细胞的激活和增殖能力显著减弱。
导致这种下降的原因是什么？
进行了一项全基因组体内的CRISPR筛选。这项筛选分两步进行：首先是基于骨髓DCs的预筛选，然后是基于造血干细胞和祖细胞的精细筛选。
PDE5（磷酸二酯酶5）脱颖而出，成为排名第一的关键调控基因。进一步的验证实验表明，Pde5基因缺失的DCs能够更有效地迁移到tdLNs，并在肿瘤周围的淋巴管中大量聚集，这证明了PDE5确实是DC归巢的强大负调控因子。在小鼠模型中敲除DC中的Pde5基因，不仅显著抑制了肿瘤生长，还增加了tdLNs中mig-cDCs的数量，进而改善了T细胞的活化和肿瘤微环境中功能性T细胞的供应。
那么，PDE5究竟是如何影响DC迁移的呢？
PDE5是一种能够水解细胞内环磷酸鸟苷 (cGMP) 的酶，而cGMP则是由可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）合成的。cGMP作为一种重要的第二信使，在调节细胞骨架重排中发挥作用。晚期肿瘤中的DCs迁移速度和持久性明显降低，其基因表达分析也显示，与细胞运动和细胞骨架动力学相关的基因显著下调。
有趣的是，晚期肿瘤的淋巴管中DCs几乎空无一物，这表明DCs被困在了肿瘤组织中，难以进入淋巴系统。这种迁移缺陷并非DCs无法感知淋巴信号（因为其CCR7表达稳定），而是因为其间质迁移能力受损。增加细胞内cGMP水平（无论是外源性补充还是基因敲除Pde5）都能显著增强DC的运动能力，而抑制cGMP生成则会抑制其运动。这进一步确认了细胞内cGMP是DC间质迁移的关键调节因子。这一发现也首次将cGMP调控的阿米巴样迁移范式从黏菌扩展到哺乳动物免疫细胞。
但是，肿瘤进展并没有导致DCs中PDE5的表达增加。相反，晚期肿瘤DCs中sGC的两个亚基（Gucy1a1和Gucy1b1）显著下调，这意味着cGMP的合成受到了抑制。而一氧化氮（NO）是sGC的主要上游调节因子，它激活sGC产生cGMP。
随着肿瘤的进展，TME中多种细胞（包括肿瘤细胞、巨噬细胞和DCs）的NOS2表达显著降低，从而减少了NO的产生。恢复NO活性则能显著改善DC的运动能力。因此，肿瘤进展阻碍DC间质迁移，并非通过增加PDE5降解cGMP，而是通过抑制NOS2-NO-sGC通路来限制cGMP的生成。
在分子机制层面，DC的迁移依赖于肌动蛋白流和肌球蛋白-II介导的收缩力。cGMP处理后，肌球蛋白-II的磷酸化水平（pMLC）显著增强，主要聚集在细胞的后端或细胞核周围。肌球蛋白-II抑制剂（blebbistatin）完全消除了cGMP促进运动的效果。
在DCs中，cGMP是通过RhoA–ROCK通路来增强肌球蛋白-II活性的，这与在黏菌中发现的机制相似，但与在平滑肌细胞中的机制不同。此外，DCs几乎不表达PKG（蛋白激酶G），这是平滑肌细胞中经典的cGMP效应蛋白。cGMP在DCs中通过其他未知的效应物发挥作用，这些效应物可能与黏菌中的cGMP结合蛋白GbpC功能相似。
西地那非（俗称伟哥）是否能挽救DC的运动能力？
结果显示，西地那非通过抑制PDE5介导的cGMP降解，维持了细胞内cGMP水平，显著增加了从晚期肿瘤中分离出的DCs以及体外分化的DCs的迁移速度和持久性。这种作用在人DCs中也得到了证实，无论是外周血单核细胞分化而来的DCs，还是从肿瘤标本中新鲜分离的DCs，都能被西地那非或cGMP类似物显著增强迁移能力。
在活体小鼠肿瘤模型中，西地那非表现出显著的抗肿瘤效果，并延长了生存期。这种抗肿瘤作用不分性别，呈剂量依赖性，并且需要cDC1s和CD8+ T细胞的参与。西地那非治疗后，晚期tdLNs中mig-cDCs的数量恢复到早期水平，此前空无DCs的肿瘤淋巴管也变得密集充盈。
这些被动员起来的DCs以成熟且功能完好的状态进入tdLNs，从而促进了效应T细胞群体的活化和增殖。新生成的T细胞随后浸润到肿瘤内部，显著增加了TCF1+干细胞样CD8+ T细胞和功能性T细胞的数量。
在免疫原性较差的B16F10黑色素瘤模型中，单独使用西地那非的抗肿瘤效果有限。但当西地那非与抗PD-1抗体联合使用时，效果显著增强，一些小鼠甚至实现了肿瘤完全消退。这种协同作用在MC38结肠癌模型中更为明显，80%的小鼠被治愈，并且这些被治愈的小鼠对后续的肿瘤再攻击产生了持久的保护性免疫。联合治疗不仅显著增强了tdLNs中T细胞的增殖和活化，还大幅增加了肿瘤微环境中具有IFNγ+和GZMB+功能的T细胞。
西地那非作为一种广泛使用的药物能够挽救肿瘤抑制的DC间质迁移，并恢复抗原携带DC在tdLNs中的数量。这意味着PDE5抑制剂有望被重新定位为免疫调节剂，并与免疫检查点阻断疗法联合使用，以同时激活DC和T细胞，为未来的临床治疗提供新的方向。
为了明确西地那非的抗肿瘤作用是否主要通过DCs介导，我们使用了在DCs中特异性敲除或表达Pde5基因的小鼠模型。结果表明，西地那非的抗肿瘤作用主要且核心地归因于它对DCs中PDE5的抑制，而非作用于其他细胞类型或简单的血管舒张。
展望未来，鉴于PDE5抑制剂良好的安全性，优化其剂量和治疗持续时间可能是关键。
这让我想起来之前写的一篇文章，补充生南瓜籽和烤南瓜籽的饮食，以及西地那非，都显著降低了大鼠阴茎组织中的PDE-5活性。这意味着南瓜籽可能通过抑制PDE-5活性来增加cGMP水平，从而促进海绵体组织放松，改善勃起功能。特别地，烤南瓜籽（5%和10%）和生南瓜籽（10%）显示出更好的活性。那是不是多吃南瓜子，也可以达到同样的效果。有心人可以试一试。