“癌王”腫瘤免疫微環(huán)境形成及免疫逃避發(fā)生新機制

CRIP1表達升高誘導了高水平的髓源性抑制細胞（MDSC）浸潤，并形成了免疫抑制腫瘤微環(huán)境。

研究背景

01

胰腺導管腺癌（PDAC）是致命的實體瘤之一，超過80%的PDAC患者即使在接受手術(shù)切除后也會經(jīng)歷疾病復發(fā)。此外，化療和放療的結(jié)合只會在新診斷的患者中產(chǎn)生短暫的部分緩解或穩(wěn)定的疾病。破譯免疫景觀的發(fā)現(xiàn)促進了免疫療法的發(fā)展，如免疫檢查點阻斷（ICB）。ICB藥物已經(jīng)改變了實體瘤晚期患者的前景，包括黑色素瘤和肺癌患者，但只有一小部分PDAC患者可能從中受益。

研究過程中，我們進行高度多重成像質(zhì)譜細胞術(shù)、RNA測序、飛行時間質(zhì)譜細胞術(shù)和多重免疫熒光染色，以鑒定PDAC中與低免疫活化相關(guān)的促癌蛋白。采用體外共培養(yǎng)系統(tǒng)、原位PDAC同種異體移植腫瘤模型、流式細胞術(shù)和免疫組織化學等方法，探討富含半胱氨酸的腸蛋白1（CRIP1）在腫瘤進展和TIME形成中的生物學功能。隨后進行了RNA測序，質(zhì)譜和染色質(zhì)免疫沉淀，以研究CRIP1的潛在機制。

研究進展

02

為了探索PDAC的微環(huán)境及其形成機制，我們進行了高度多重的IMC和RNA測序，以分析來自40例PDAC患者的腫瘤標本。根據(jù)癌癥的IMC方案，我們?yōu)?/span>PDAC組織建立了一個17個標記物小組，包括結(jié)構(gòu)標志物，如E-鈣粘蛋白和膠原蛋白，以及免疫標志物（圖1B）。我們檢測到主要的細胞類型，包括E-鈣粘蛋白+上皮細胞和αSMA+成纖維細胞，以及增殖標志物Ki-67。檢測到三個免疫細胞亞群：CD3 + T細胞，CD68 +骨髓細胞和CD20 + B細胞。CD8 + T細胞，CD4 + T細胞和Treg在T細胞中進一步鑒定。掃描的圖像進行細胞分割，然后由Schapiro等人開發(fā)的既定管道。量化圖像中每個細胞中的標記表達水平，并使用FlowSOM鑒定20個細胞簇。根據(jù)細胞類型特異性標記的不同表達水平，將20個簇合并為7個群體。這些群體包括三簇癌細胞、六簇成纖維細胞和八簇免疫細胞。鄰域分析顯示，20個簇之間存在豐富的相互作用或回避關(guān)系，進一步表明了PDAC微環(huán)境中復雜的細胞通訊。使用t分布隨機鄰域嵌入（tSNE）分析高維標記表達信息。這些主要群體和代表性標記的分布也被可視化，細胞群分布與代表性標記的分布一致。由于CD8 + T細胞反映了免疫微環(huán)境的激活，因此我們根據(jù)CD8 + T細胞的浸潤將樣品分為兩組。然后進行RNA測序以分析這兩個指定組的腫瘤標本，并在CD8 + T細胞浸潤低的標本中鑒定上調(diào)的差異表達基因（DEG）。值得注意的是，細胞類型特異性標志物，如E-鈣粘蛋白，CD8和CD4，不包括在DEG中。

接下來，我們對TCGA隊列進行了分析，以確定CRIP1表達與免疫細胞浸潤的相關(guān)性。進行無監(jiān)督共識聚類分析以確定三個獨立的亞簇，CRIP1與PDAC的免疫沙漠亞型相關(guān)。通過不同算法的分析，CRIP1表達與免疫激活呈負相關(guān)。我們進一步整合了PDAC的兩個大型開放scRNA-seq數(shù)據(jù)集，發(fā)現(xiàn)與正常胰腺組織的導管細胞相比，從PDAC組織分離的導管細胞中CRIP1上調(diào)。有趣的是，與正常胰腺組織相比，PDAC組織中成纖維細胞中的S100A6表達上調(diào)，這表明與CRIP1表達不同，成纖維細胞中的S100A6表達可能與PDAC有關(guān)。CytoTRACE結(jié)果表明，CRIP1和S100A6在分化的星狀細胞中均上調(diào)。因此，我們認為關(guān)注CRIP1在PDAC細胞中的作用非常重要。免疫熒光染色表明CRIP1主要在PDAC細胞核中。這些結(jié)果表明，CRIP1在PDAC中表達水平較高，并且與低免疫激活有關(guān)，這表明CRIP1作為免疫抑制PDAC微環(huán)境的潛在驅(qū)動因素值得進一步探索。

研究意義

03

總之，本研究結(jié)果表明，CRIP1在免疫激活率低的PDAC組織中經(jīng)常上調(diào)。升高的CRIP1表達誘導高水平的髓源性抑制細胞（MDSC）浸潤，并促進免疫抑制腫瘤微環(huán)境。在機制上，我們主要表明CRIP1與核因子kappa-B（NF-κB）/p65結(jié)合，并以導入蛋白依賴性方式促進其核易位，導致CXCL1 / 5的轉(zhuǎn)錄激活。PDAC衍生的CXCL1/5促進了MDSC的趨化遷移以驅(qū)動免疫抑制。SX-682是CXCR1 / 2的抑制劑，可阻斷腫瘤MDSC募集并增強T細胞活化?？?/span>PD-L1治療與SX-682的聯(lián)合治療在具有高CRIP8表達的荷瘤小鼠中引起CD1 + T細胞浸潤增加和有效的抗腫瘤活性。然而，關(guān)于PDAC中成纖維細胞的這個話題是重要而有趣的，我們將在以后的研究中重點討論它。