癌症免疫学

乳酸-SREBP2信号轴驱动的耐受性树突状细胞成熟及其癌症进展促进作用

背景介绍

在癌症中，常规树突状细胞（DCs）是反肿瘤免疫的关键介导者。然而，癌症发展出了使DCs在肿瘤微环境（TME）中失效的机制，这些机制尚未完全理解。本研究识别了CD63作为特异性表面标志物，揭示了成熟的调节性树突状细胞（mregDCs）迁移到肿瘤引流淋巴结组织并抑制DC抗原交叉呈递，同时促进辅助性T细胞2型（Th2）及调节性T细胞（Tregs）的分化。转录和代谢研究表明，mregDCs的功能依赖于甲羟戊酸（MVA）生物合成途径及其主导转录因子SREBP2。研究发现黑色素瘤来源的乳酸在肿瘤DCs中激活SREBP2，推动了mregDCs的形成。通过DCs特异性基因沉默和药理学抑制SREBP2，促进了抗肿瘤CD8+ T细胞激活，抑制了黑色素瘤的进展。本研究建议，通过乳酸-SREBP2依赖性信号轴，肿瘤可促进CD63+ mregDCs的发育和功能，这条途径是克服TME中免疫耐受的潜在治疗靶点。

来源

该研究由Michael P. Plebanek, Yue Xue, Y-Van Nguyen, Nicholas C. Devito, Xueying Wang, Alisha Holtzhausen, Georgia M. Beasley, Balamayooran Theivanthiran和Brent A. Hanks共同撰写，作者们分别隶属于杜克大学医学部、药理学与癌症生物学部门、杜克癌症研究所、诺思卡罗莱纳大学Chapel Hill分校Lineberger综合癌症中心、杜克大学手术部。文章发表于《Science Immunology》期刊，发表时间为2024年5月10日。

研究流程

树突状细胞群体的识别

研究通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析BrafV600EPten-/-转基因黑色素瘤小鼠模型中的树突状细胞（DCs），发现了一种富含免疫调控和MVA生物合成途径基因表达的DC群体。细胞从肿瘤引流淋巴结（TDLNs）、非引流淋巴结（NDLNs）及肿瘤无关淋巴结（对照组）中分离并进行荧光激活细胞分选（FACS）及scRNA-seq分析，通过非监督性聚类确定了CDC1、CDC2及mregDCs亚群。mregDCs子集上调了免疫抑制基因及SREBP2驱动的MVA生物合成途径基因。

CD63标志物的鉴定

研究进一步通过流式细胞术和定量真实时间聚合酶链式反应（qRT-PCR）确认了CD63作为mregDCs的特异性表面标志物。CD63+ mregDCs与CDC2标志物CD172a表达相关联，高于CDC1标志物XCR1表达。通过流式细胞术量化肿瘤进展过程中CD63+ mregDCs的表达，发现其在TDLNs中积累，且与CDC1s频率负相关。

免疫调控功能分析

通过共同培养实验和流式细胞术分析，研究发现CD63+ mregDCs相较于CD63- DCs表现出抗原特异性CD8+ T细胞响应能力减弱，但依然具有直接呈递SIINFEKL肽并激活OT-I T细胞的能力。进一步实验表明，CD63+ mregDCs通过可溶性介质抑制邻近DCs的抗原交叉呈递。此外，CD63+ mregDCs在Th2及Treg的分化中具有显著能力，通过IDO1依赖性机制促进Treg分化。

成熟路径及代谢特征

通过高分辨率分析，研究将mregDCs细分为mregDC1s和mregDC2s，分别与CDC1s和CDC2s有相似的转录特征。CITE-seq分析表明mregDCs在TDLNs及肿瘤中均存在，且具有CDC1或CDC2的转录状态。采用单细胞能量代谢测定法（SCENITH），研究发现mregDCs展示了相较于CDC1s和CDC2s更高的脂肪酸氧化（FAO）水平和能量生成能力。进一步验证发现，抑制SREBP2的药理学处理或Srebf2基因沉默均导致mregDCs的增加，抑制了黑色素瘤的进展。

人肿瘤模型验证

通过免疫荧光显微镜和scRNA-seq分析，研究在患者黑色素瘤的前哨淋巴结组织中识别了CD63+ mregDCs。这一DC群体富含胆固醇稳态基因表达，空间转录组学分析显示CD63+ mregDCs主要分布在与CD4+ T细胞和Tregs接近的前哨淋巴结组织中。

结论

研究表明，通过乳酸-SREBP2信号轴，肿瘤能够推动CD63+ mregDCs在TME中的生成和功能，抑制抗原交叉呈递并促进Tregs和Th2分化，形成免疫耐受环境。SREBP2的药理学抑制和基因沉默显示出逆转mregDCs依赖的免疫逃逸并抑制肿瘤进展的潜力，提示这一途径是克服癌症免疫治疗耐药性的潜在目标。