肿瘤相关巨噬细胞对胶质瘤发生发展的调控

美国哈佛大学医学院布列根和妇女医院的Maisa C. Takenaka等设计胶质瘤离体细胞和肿瘤动物模型实验，研究肿瘤微环境中TAM和T细胞免疫调控机制，结果发表在2019年5月的《Nature Neuroscience》上。

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【Ref: Takenaka MC , et al. Nat Neurosci. 2019 May;22(5):729-740. doi: 10.1038/s41593-019-0370-y. Epub 2019 Apr 8.】

研究背景

肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages，TAM）在肿瘤的免疫应答过程中起重要作用，但TAM和T细胞在肿瘤微环境中如何调控免疫功能尚不清楚。在胶质母细胞瘤（glioblastoma，GBM）中，已观察到存在与M1型/M2型不同的TAM中间表型，类M2型TAM与肿瘤进展和免疫功能抑制有关，提示TAM的转录调控可能参与肿瘤发生发展的病理过程。美国哈佛大学医学院布列根和妇女医院的Maisa C. Takenaka等设计胶质瘤离体细胞和肿瘤动物模型实验，研究肿瘤微环境中TAM和T细胞免疫调控机制，结果发表在2019年5月的《Nature Neuroscience》上。

研究方法

作者采用小鼠GL261胶质瘤细胞生成肿瘤条件培养基（tumor-conditioned media，TCM）和研究TCM对鼠巨噬细胞的影响。结果发现TCM上调脾巨噬细胞中的类M1型（stat1，cd274，Il1b，Tnfa和Il27）和类M2型（Arg1，Vegfa，Il10，Klf4和Pparg）标志物。近期的研究报告GBM可分泌犬鸟氨酸（kynurenine，KYN），激活芳基烃受体（aryl hydrocarbon receptor，AHR）下游通路，促进GBM的发生发展。进一步分析TCM对AHR表达和TAM活化的作用时发现，其表达显著上调，提示AHR增加阳性巨噬细胞或被GBM募集。

研究结果

在TCM处理后的巨噬细胞和GBM标本中，STAT1和STAT3表达上升，其相应抑制剂可抑制AHR的表达。生信分析发现，AHR基因位点的3’UTR上存在miR-29a和miR-29b的结合位点。实验研究证实表达miR-29b可抑制AHR表达。上述实验结果提示TAM中AHR的表达受到STAT1和STAT3的正性调控、miR-29b的负性调控。

在AHR^LysM小鼠模型中，植入GL261胶质瘤细胞后，肿瘤生长变缓，小鼠存活时间延长。GBM肿瘤细胞通过分泌CCL2招募TAM。敲除AHR或抑制其功能后，巨噬细胞在CCL2浓度梯度下的迁徙受到明显抑制。在颅内移植的AHR^LysM小鼠脾巨噬细胞和GL261胶质瘤细胞TAM中，均发现CCL2受体CCR2表达下降。表明AHR在GBM招募TAM过程中发挥重要作用。

AHR缺乏的小鼠导致类M2型巨噬细胞相关基因表达降低，而类M1型巨噬细胞相关基因表达增加，提示AHR在TAM极化过程中起重要作用。TCM培养基和KYN依赖AHR激活Klf4启动子（已知Klf4在外周巨噬细胞中驱动类M2型基因表达），Klf4敲除则导致类M2型相关基因Arg1，Mrc1和Clec10a等受到抑制。此外，AHR可以通过促进SOCS2表达和TRAF6降解抑制NF-κB信号通路，从而起到免疫抑制和促进肿瘤生长的作用。上述实验证实KYN通过AHR对免疫等进行调节。

TCM培养基和KYN还可以通过AHR依赖方式激活Entpd1启动子，促进外核苷酸酶CD39的表达。CD39和CD73协同促进TAM产生核苷酸腺苷，进一步导致CD8⁺肿瘤浸润淋巴细胞，促进肿瘤的免疫逃逸。TCGA数据库分析同样证实AHR、CYP1A1和STAT1是GBM患者预后不良的独立影响因素。

结论

综上所述，作者证实AHR在GBM肿瘤免疫微环境中的重要作用，阐述其上下游调控机制：AHR可通过调控CD39的表达，从而导致CD8+T细胞功能障碍。同时，AHR高表达与GBM患者预后不良显著相关。

组稿

徐涛 副教授

海军军医大学

附属长征医院

编译

王勇杰 主治医师

浙江大学医学院

附属第二医院

审校

花玮 副教授

复旦大学附属华山医院

终审

陈衔城 教授

《神外资讯》主编

复旦大学附属华山医院