前言
胞葬作用（吞噬細胞清除程序性死亡的細胞）對控制腫瘤生長一定是有利的嗎咒吐？這可未必，最近剛發(fā)表在nature cancer上題為：Efferocytosis reprograms the tumor microenvironment to promote pancreatic cancer liver metastasis的文章罗岖，揭示了胞葬作用在促進胰腺導(dǎo)管癌（PDAC）肝轉(zhuǎn)移過程中的作用，并發(fā)現(xiàn)通過藥物阻斷胞葬作用或者巨噬細胞特異性的顆粒蛋白前體耗竭會損害巨噬細胞向免疫抑制型轉(zhuǎn)化腹躁，進而改善CD8+ T細胞功能桑包，減少肝轉(zhuǎn)移。
主要內(nèi)容
1. 轉(zhuǎn)移性肝臟中的巨噬細胞多種多樣
首先纺非，為了研究 PDAC 晚期轉(zhuǎn)移灶的免疫學(xué)狀態(tài)哑了，作者從未經(jīng)治療的 PDAC 轉(zhuǎn)移性患者中收集了新鮮的肝活檢樣本，并進行了bulk RNA-seq烧颖。結(jié)果說明轉(zhuǎn)移性病灶是免疫沉默的弱左，富含巨噬細胞和中性粒細胞，而T細胞炕淮、B細胞和自然殺傷細胞較少拆火。
為了表征體內(nèi)胰腺癌肝轉(zhuǎn)移中的轉(zhuǎn)移相關(guān)巨噬細胞（MAM）的異質(zhì)性，作者分析了來自健康肝臟（2,428 個細胞）、早期轉(zhuǎn)移灶（2,007 個細胞）们镜、晚期近端轉(zhuǎn)移灶（1,953 個細胞）和晚期遠端轉(zhuǎn)移灶（2,783 個細胞）的巨噬細胞币叹，并進行了聚類和降維等分析。
庫普弗細胞 (KC) 和單核細胞來源的巨噬細胞 (MoM) 構(gòu)成肝臟中的巨噬細胞群憎账。簇0, 1, 4, 5, 6, 8和9顯示了 KC標志物的高表達套硼，例如Clec4f卡辰、Vsig4和Timd4胞皱。同時，簇2, 3和7高表達單核細胞來源的巨噬細胞標志物Ccr2九妈。
在無腫瘤肝臟中反砌，KC 亞群在巨噬細胞群體中占主導(dǎo)地位，尤其是占群體75% 的簇0萌朱。在有轉(zhuǎn)移性病變的肝臟中宴树，KC簇1, 4, 6和8以及所有三個MoM簇與無腫瘤肝臟相比均有增加，因此被鑒定為轉(zhuǎn)移相關(guān)的巨噬細胞晶疼。
接下來酒贬，作者對MoM群體（簇2, 3和7）進行了額外的聚類和降維，并發(fā)現(xiàn)了6個不同的MoM簇翠霍。其中C簇與吞噬/凋亡細胞清除基因（Cd300a, Cd36, Scarb1, Anxa2和Gpnmb）相關(guān)锭吨，并富含溶酶體基因（Lipa, Ctsb, Ctsd, Psap和Grn）。CD74 ?/low YM-1?（簇C）在早期轉(zhuǎn)移性病灶中最豐富寒匙，而CD74 ?/low YM-1+（簇A）代表晚期轉(zhuǎn)移性病灶中最常見的MoM亞群零如。通過與CD8+T細胞的共培養(yǎng)實驗，作者觀察到晚期腫瘤的CD74 ?/low的免疫抑制活性低于早期CD74 ?/low锄弱。這可能歸因于晚期CD74 ?/low表達T細胞刺激因子（例如Il1a和Tnf）考蕾。總的來說会宪，研究表明免疫抑制表型是MoM在轉(zhuǎn)移早期獲得的肖卧，并且與 CD74表達的喪失和胞葬作用相關(guān)基因的存在相關(guān)。
圖3：MoM再次聚類和降維
2. 胞葬作用介導(dǎo)了免疫抑制型
為了探究胞葬作用與免疫抑制表型間的關(guān)系掸鹅，首先作者推斷塞帐，MoM中觀察到的通路特征可能與轉(zhuǎn)移引起的肝細胞損傷有關(guān)。并且在實驗中證實河劝，在PDAC肝轉(zhuǎn)移早期壁榕，肝組織出現(xiàn)壞死，并出現(xiàn)了巨噬細胞的吞噬現(xiàn)象赎瞎。早期的CD74-low巨噬細胞表現(xiàn)出免疫抑制活性牌里，這與其表達的免疫抑制基因Arg1有關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)，使用Arg1抑制劑CB1158（ARGi）可以消除巨噬細胞的免疫抑制效應(yīng)牡辽，這表明Arg1在調(diào)節(jié)早期和晚期CD74-low巨噬細胞的免疫抑制作用中起關(guān)鍵作用喳篇。
接下來，作者使用了一種酪氨酸蛋白激酶Mer（MerTK）的抑制劑UNC2250（MerTKi）在體外阻斷了胞葬作用态辛。預(yù)期地麸澜，MerTKi減少了與凋亡胸腺細胞共培養(yǎng)的巨噬細胞的胞葬作用，并消除了巨噬細胞中Arg1表達的誘導(dǎo)奏黑。此外炊邦，MerTKi減少了具有胞葬作用的巨噬細胞的T細胞抑制活性。為了驗證這些發(fā)現(xiàn)熟史，作者通過在小鼠體內(nèi)植入KPC細胞誘導(dǎo)肝轉(zhuǎn)移馁害，并連續(xù)7天給予MerTKi治療。結(jié)果顯示蹂匹，在MerTKi治療的小鼠中碘菜，早期轉(zhuǎn)移病灶的肝組織壞死區(qū)域顯著增加，表明由于胞葬作用受損而延遲了凋亡細胞的清除限寞。MerTKi治療并未影響早期轉(zhuǎn)移病灶的腫瘤負荷忍啸，但在晚期階段發(fā)現(xiàn)顯著減少。
3. 顆粒蛋白前體缺失可減少 PDAC 肝轉(zhuǎn)移
由于阻礙壞死細胞的清除會導(dǎo)致組織損傷增加履植，所以干預(yù)胞葬作用的后期階段可能是抑制PDAC肝轉(zhuǎn)移過程中巨噬細胞極化的更好策略计雌。作者分析了早期簇2 MoM中上調(diào)的溶酶體基因，并確定了顆粒蛋白前體（Grn）可能作為潛在的靶點静尼。實驗結(jié)果表明白粉，顆粒蛋白前體在胞葬作用誘導(dǎo)的巨噬細胞轉(zhuǎn)化中起到關(guān)鍵作用，其缺失可減少肝轉(zhuǎn)移腫瘤負荷并降低巨噬細胞中Arg1的表達鼠渺。此外鸭巴，在巨噬細胞中缺乏顆粒蛋白前體也導(dǎo)致CD8+T細胞數(shù)量的顯著增加，促進了免疫反應(yīng)拦盹。
4. 顆粒蛋白前體缺失損害溶酶體酸化
顆粒蛋白前體缺陷型巨噬細胞（Grn KO）顯示出被吞噬的凋亡細胞的積累增加，并且溶酶體中的貨物保留增加的現(xiàn)象普舆。這表明恬口，顆粒蛋白前體缺陷型巨噬細胞攝取凋亡細胞，但溶酶體貨物加工受損沼侣。進一步祖能，作者根據(jù)之前有關(guān)顆粒蛋白前體通過影響溶酶體酸化來調(diào)節(jié)吞噬作用的報道，測量了WT型和Grn KO型在胞葬作用期間的溶酶體酸化蛾洛。在WT型巨噬細胞中养铸，溶酶體內(nèi)的pH值迅速降低雁芙，溶酶體酸化增加，但在Grn KO型巨噬細胞中并未發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象钞螟。溶酶體降解后產(chǎn)生的脂質(zhì)會被核固醇受體如：LXR所感知兔甘，且LXR之前被報道可以調(diào)控Arg1基因的表達。LXRi的藥理學(xué)抑制消除了WT型巨噬細胞中Arg1的表達鳞滨，但對Grn KO型巨噬細胞沒有額外影響洞焙。此外，在WT型中LXR的活性要高于Grn KO型巨噬細胞拯啦。胞葬作用信號的受損與抗腫瘤I型干擾素免疫反應(yīng)有關(guān)澡匪。作者發(fā)現(xiàn)，顆粒蛋白前體的耗竭顯著增加I型干擾素反應(yīng)的激活提岔，這表現(xiàn)為核內(nèi)IRF3水平的升高和Ifnb1表達的上調(diào)仙蛉。
5. 顆粒蛋白前體通過CFTR調(diào)節(jié)溶酶體酸化
作者進一步分析了與顆粒蛋白前體相互作用的潛在結(jié)合分子碱蒙，并發(fā)現(xiàn)囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子（CFTR）是其中之一。此外夯巷，作者還通過實驗確定了顆粒蛋白前體與CFTR在WT型巨噬細胞的細胞質(zhì)中共定位赛惩，缺乏顆粒蛋白前體會降低溶酶體中CFTR的水平，而CFTR的表達水平保持不變趁餐。使用 CFTRinh172（CFTRi）對CFTR的藥理抑制會損害巨噬細胞中胞葬作用誘導(dǎo)的溶酶體酸化喷兼。此外，體外CFTR抑制顯著降低了Arg1的表達后雷，并消除了WT型巨噬細胞免疫抑制活性的增加季惯，但對Grn KO型巨噬細胞沒有任何影響。
為了評估CFTR抑制對PDAC肝轉(zhuǎn)移的影響勉抓，作者對KPC來源的癌細胞進行了脾內(nèi)植入，并用CFTRi進行連續(xù)七天的治療候学。結(jié)果表明藕筋，CFTR抑制可以顯著降低晚期的腫瘤負擔(dān)，降低早期轉(zhuǎn)移腫瘤內(nèi)MoM的Arg1表達水平梳码，增加了CD8+T細胞浸潤和激活（GzmB+ CD8+ ; CD69+ CD8+T細胞）隐圾。總之掰茶，顆粒蛋白前體通過CFTR調(diào)節(jié)巨噬細胞中的溶酶體酸化暇藏，并且使用CFTR抑制劑對溶酶體酸化進行藥理阻斷可抑制PDAC肝轉(zhuǎn)移生長。
總結(jié)
總之濒蒋，作者通過研究表明盐碱，PDAC發(fā)生肝轉(zhuǎn)移的腫瘤細胞定植伴隨著低度的組織損傷，從而引起巨噬細胞通過胞葬作用對死亡細胞進行清除，而這個過程會促進巨噬細胞功能重編程和進一步肝轉(zhuǎn)移甸各。此外垛贤，作者還通過實驗證實干擾巨噬細的胞葬作用或其下游信號事件，可以抑制巨噬細胞的免疫抑制功能并恢復(fù)其抗腫瘤免疫趣倾。靶向巨噬細胞的胞葬作用可能是治療轉(zhuǎn)移性PDAC的一種新型潛在方案聘惦。
sciclick有話說：
該研究從bulk RNA-seq起手，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性病灶中是免疫信號被明顯抑制儒恋。進一步通過scRNA-seq表征轉(zhuǎn)移相關(guān)的巨噬細胞的異質(zhì)性善绎，層層遞進篩選出單核細胞來源的巨噬細胞 (MoM)中的一個亞群，發(fā)現(xiàn)該亞群與吞噬/凋亡細胞清除基因相關(guān)诫尽，并富含溶酶體基因禀酱，因此推斷胞葬作用與肝轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。接下來牧嫉，作者通過干擾巨噬細胞的胞葬作用或其下游信號事件剂跟，證實了胞葬作用的受損會抑制巨噬細胞的免疫抑制功能并恢復(fù)其抗腫瘤免疫『ㄔ澹總之曹洽，作者首先通過生信分析手段縮小搜索范圍，確定細胞亞群和其marker基因的功能辽剧，進一步設(shè)計相關(guān)實驗進行驗證送淆，是一個可以學(xué)習(xí)借鑒的干濕結(jié)合的典范。
