显著抑制肝癌进展！上海中医药大学合作发文：靶向肝癌治疗的新型免疫治疗策略

【导读】癌相关成纤维细胞（CAFs）在肝细胞癌（HCC）的发生和发展中发挥着重要作用，并且是免疫抑制微环境的关键组成部分。然而，CAFs 的起源尚未完全阐明。

1月18日，上海中医药大学/国家肝癌科学中心/海军军医大学研究人员共同在期刊《Cell Death&Disease》上发表了题为“ERG mediates the differentiation of hepatic progenitor cells towards immunosuppressive PDGFRα+ cancer-associated fibroblasts during hepatocarcinogenesis”的研究论文，本研究中，研究人员采用单细胞测序技术，对大鼠原发性肝细胞癌（HCC）模型中不同时间点的成纤维细胞不同亚群的动态变化进行了鉴定。随后确定了与炎症相关的癌相关成纤维细胞（Pdgfrα+ CAFs），其与 HCC 患者的生存期显著相关，并在肿瘤微环境（TME）中发挥双重作用。根据体外和体内实验结果，肝祖细胞（HPCs）在炎症细胞因子刺激下可异常分化为 PDGFRα+ CAFs，这一分化过程由 TLR4 受体介导的 MAPK 信号通路及下游转录因子 ERG 的激活所介导。下调 HPCs 中 ERG 的表达可显著减少 PDGFRα+ CAFs 的数量以及 HCC 中肿瘤相关巨噬细胞的浸润，从而抑制肝癌的发生。总体而言，本研究结果阐明了肿瘤微环境中 PDGFRα+ 癌相关成纤维细胞（PDGFRα+ CAFs）的独特生物学功能。这些见解有助于理解肝细胞癌（HCC）中免疫抑制微环境形成的机制，为探索靶向HCC 治疗的新型免疫治疗策略铺平了道路。

https://www.nature.com/articles/s41419-024-07270-9#Sec1

背景介绍

01

免疫抑制微环境（ISME）是肿瘤微环境（TME）中的一种独特状态，其特征在于能够抑制宿主的抗肿瘤免疫反应，从而促进癌症的生长和转移。这种微环境由多种成分组成，包括肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞、细胞外基质以及各种可溶性分子。在 ISME 中，肿瘤细胞或基质细胞能够操纵免疫系统以避免被发现，同时还能招募和激活多种免疫抑制细胞，如髓源性抑制细胞、肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）和 T 细胞。ISME 与肝细胞癌（HCC）密切相关，对肿瘤的发生、发展以及对治疗的响应产生深远影响。HCC 的免疫景观具有高度异质性，包含一系列免疫抑制细胞类型，其中 CAFs 尤为显著。此外，ISME 一直是患者对一线药物（如免疫检查点抑制剂）响应不佳的重要原因。然而，肝细胞癌（HCC）中免疫抑制性髓系细胞群（ISME）形成的特定机制仍不清楚。

研究进展

02

研究人员采用基因集变异分析来观察炎症水平的动态变化，并探究 Pdgrfa+ 肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）在大鼠原发性肝细胞癌（HCC）模型肿瘤微环境（TME）中的功能。研究显示，在诱导 HCC 的第 4 天至第 8 天，肝脏中炎症相关基因的表达水平较高。然而，在 HCC 发生后的第 12 天，炎症相关基因集的水平显著降低。研究人员还观察到，从第 0 天到第 16 天，Pdgfra+ CAFs 和肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的时间丰度曲线呈现出最高的相似度。随后，研究人员利用 CellPhoneDB 来研究 Rgs5+ CAFs、Pla2g2a+ CAFs 和 Pdgfra+ CAFs 与其他免疫细胞之间的相互作用。研究人员发现，CAFs 与单核细胞之间的相互作用最为强烈。此外，与其他成纤维细胞亚群相比，Pdgfra+ CAFs 在趋化因子和炎症相关受体 - 配体方面更为丰富，尤其是在与 TAMs 的关联方面。因此，研究人员假设 Pdgfra+ CAFs 可能在 TME 中调节巨噬细胞方面发挥着作用。研究人员通过进一步研究共抑制分子和趋化因子相关配体及受体的表达情况，并进行配体 - 受体相互作用分析，探究了 Pdgfra+ 肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）如何调节巨噬细胞。结果表明，在 D12 时，Pdgfra+ CAFs 中 Tgfb1、Csf1、Ccl3 和 Cxcl12 等配体的高表达与 D12 单核细胞上相应受体的上调相对应。接下来，研究人员利用荧光激活细胞分选（FACS）技术从 D12 肿瘤组织中分选出了 Rgs5+ CAFs、Plag2a+ CAFs 和 Pdgfra+ CAFs，并收集条件培养基进行 Olink 检测。与单细胞测序分析结果一致，PDGFRα+ CAFs 条件培养基中 TGF-β、CCL3 和 CXCL12 的表达显著升高。随后，研究人员将大鼠巨噬细胞（NR8383）与 PDGFRα+ CAFs 的上清液共培养 48 小时。流式细胞术分析显示，PDGFRα+ CAFs 可部分诱导巨噬细胞向抗炎 M2 巨噬细胞分化。综合来看，这些结果表明，PDGFRα+ 肿瘤相关成纤维细胞可能通过产生免疫抑制细胞因子、招募单核细胞以及诱导单核细胞向抗炎的 M2 巨噬细胞极化，在肝细胞癌中构建免疫抑制微环境。

TLR4 是脂多糖（LPS）最重要的受体之一，研究人员已经证明了 TLR4 在介导 LPS 对造血祖细胞（HPCs）的作用中的角色。结果表明，TLR4 在 WBF344 细胞中高表达。基因集富集分析（GSEA）显示，MAPK 信号通路，如 p38 MAPK 通路被上调。在 MyD88 独立通路中，TLR4 下游，TLR4 招募 TRIF，激活转录因子干扰素调节因子 3，促进延迟的 P38 MAPK 激活。P38 MAPK 属于丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）家族中的应激激活蛋白激酶。P38 MAPK 通过磷酸化下游蛋白，在细胞应激、炎症反应、细胞增殖、分化和凋亡等生物过程中发挥着非常重要的作用。研究人员验证了 P38 MAPK 对 HPCs 分化的效应，并在 LPS 处理的 WBF344 细胞中检测到高水平的 P38 MAPK 和磷酸化 P38 MAPK。此外，体外实验证实，抑制 P38 MAPK 显著抑制 ERG 和 iCAF 标志物 PDGFRA 的表达。ERG 磷酸化由丝裂原活化蛋白激酶信号调节激酶（MAPK）信号传导介导，这会促进祖细胞增殖。

TLR4-P38 MAPK 信号通路促进了脂多糖诱导的造血祖细胞向 PDGFRα+ 肿瘤相关成纤维细胞的分化

【参考资料】

https://www.nature.com/articles/s41419-024-07270-9#Sec1

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