导语
免疫检查点疗法（immune checkpoint therapy，ICT）对癌症治疗效果好，但对胰腺导管癌（PDAC）等肿瘤治疗效果不佳。肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）会影响ICT的效果，高丰度的瘤内髓系细胞与不良预后和疗效降低相关。癌症相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts，CAF）是基质细胞的主要成分，可通过多种机制促进肿瘤生长，包括通过TGFβ、IL-6、GM-CSF、活性氧及其他趋化因子调控抑制功能并募集肿瘤内的髓系细胞，是提高治疗反应的潜在候选靶点。
2024年10月有研究团队在Nature Communications （IF=14.7）期刊上发表了题为“TSG-6+ cancer-associated fibroblasts modulate myeloid cell responses and impair anti-tumor response to immune checkpoint therapy in pancreatic cancer”的文章，旨在探究TME中TSG-6在ICT抵抗中的作用机制。
研究方法
数据集：采用B16F10（黑色素瘤）和mT4（胰腺导管癌）作为代表ICT敏感和ICT抵抗的肿瘤模型，对小鼠肿瘤组织中的CD45+细胞和CD45-细胞进行单细胞转录组测序；公共数据库中下载的24个人类胰腺导管癌的肿瘤组织和11个正常组织数据。
单细胞平台：10X Genomics
主要研究结果
CD45-细胞可将细胞分为B16F10肿瘤细胞、mT4肿瘤细胞以及成纤维细胞。与B16F10肿瘤相比，mT4肿瘤中的成纤维细胞数量显著更高，这与患者肿瘤中的观察结果一致。进一步分析CAFs的基因表达，发现mT4肿瘤中TNFAIP6（编码TSG-6的基因）的表达更高。此外，在TCGA数据库中也发现胰腺肿瘤中TNFAIP6的表达显著高于黑色素瘤。
Fig. 1 TSG-6 gene expression is higher within pancreatic tumors when compared to melanoma tumors.
接下来，为了确定TSG-6在肿瘤发展过程中是组成型表达还是诱导型表达。研究分析了一个公开的人类scRNA-seq数据集，该数据集包含24个胰腺肿瘤组织和11个正常组织。与小鼠数据的结果一致，TNFAIP6主要在CAF中表达，而CAF在正常胰腺中不存在，这说明TSG-6是在肿瘤环境中被诱导表达。为了确定TME中TSG-6蛋白水平是否与基因表达相关，研究对胰腺导管癌和黑色素瘤患者的组织样本进行了多重免疫荧光染色，发现胰腺导管癌中表达TSG-6的CAFs丰度更高。
Fig. 2 TSG-6 expression is induced in cancer setting.
与B16F10肿瘤相比，mT4肿瘤中巨噬细胞、单核细胞和中性粒细胞的比例较高。鉴于巨噬细胞异质性与ICT耐药性有关，研究进一步研究了巨噬细胞亚群之间的表型差异。在mT4肿瘤中鉴定出普遍存在的两个亚群，一个表达Mmp14、Axl和Mafb，另一个表达Vegfa、Arg1、Ccl24和Fn1，这些基因主要与免疫抑制表型有关。相比之下，B16F10肿瘤中的巨噬细胞主要表达抗原呈递基因、免疫细胞迁移趋化因子和干扰素诱导基因，这表明B16F10肿瘤中的大多数的巨噬细胞具有促炎表型。
Fig 3 Pancreatic tumors are dominated by suppressive myeloid cells.
在两种肿瘤模型中观察到不同的巨噬细胞表型，为了评估TSG-6是否在其中起作用，研究对Cd44（TSG-6唯一已知的配体）的表达进行分析。与B16F10肿瘤相比，mT4肿瘤中巨噬细胞Cd44的表达更高，这提示巨噬细胞可能是TSG-6在胰腺导管癌TME中的关键作用对象。与正常胰腺中的巨噬细胞相比，癌症患者的Cd44表达更高。研究对患者的胰腺肿瘤组织进行了多重免疫荧光染色，发现TSG-6主要分布在CD68+髓系细胞周围，且在CD44+、CD163+和CD68+细胞中存在TSG-6的共定位。
Fig 4 TSG-6 expressing cancer-associated fibroblasts co-localize with CD44+ macrophages in pancreatic tumors.
鉴于TSG-6已被证明可以在其他炎症环境中调节巨噬细胞的募集和M2极化，研究进一步研究抑制TSG-6是否可以逆转髓系细胞的免疫抑制状态，并改善TME中的ICT疗效。与单独接受ICT或抗TSG-6治疗的小鼠相比，接受联合抗TSG-6治疗的小鼠存活时间显著更长。为了探究这种联合治疗对肿瘤内免疫细胞的具体影响，研究进行了质谱流式细胞术，分析结果显示联合治疗组中的免疫抑制性巨噬细胞和调节性T细胞的数量显著减少，同时CD8+ T细胞的数量显著增加。以上结果表明抑制TSG-6可以通过重塑TME来提高ICT对小鼠胰腺导管癌的疗效。
Fig 5 Inhibition of TSG-6 improves ICT efficacy in mice.
小结
本研究旨在探究TME中TSG-6在ICT抵抗中的作用机制。研究发现TSG-6在胰腺肿瘤中的表达高于黑色素瘤，且与抑制性巨噬细胞相关。同时在小鼠模型中发现抑制TSG-6可提高ICT疗效，这为改善ICT疗效提供了新的靶点。
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