收藏停不住！MDSCs 的肿瘤免疫治疗策略大盘点及其分类鉴定

众所周知，肿瘤微环境如同肿瘤精心制造的金钟罩铁布衫，庇护着肿瘤细胞逃离免疫细胞的追杀。

在这场拉锯战中，骨髓源性抑制细胞（Myeloid-derived Suppressor Cells, MDSCs）在肿瘤微环境中发挥着免疫抑制的作用，扮演着助纣为虐的角色，免疫疗法无反应的肿瘤患者通常会携带高水平的循环 MDSCs，因而受到研究者的广泛关注。

本文，我们将带你一起了解 MDSCs 的真正面目、免疫治疗策略及其分类鉴定。文末，更有常用流式抗体买一送一惊喜，不容错过哦！

免疫抑制细胞：MDSCs

MDSCs 是由未成熟的，无法分化为粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞的髓系祖细胞组成的异质性群体，是一种免疫抑制性先天细胞群。在几种疾病状态（包括黑素瘤、肺癌、乳腺癌和卵巢癌）的患者的肿瘤和外周血中的 MDSCs 水平会显著增加。

MDSCs 通过多种机制抑制肿瘤微环境中的先天免疫和适应性免疫，包括高表达精氨酸酶 1 (ARG1)、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和活性氧（ROS），分泌 IL-10 和 TGF-beta。这些分子可以单独或联合作用，使 MDSCs 抑制 T 细胞增殖、促进 T 细胞凋亡、抑制树突状细胞的发育、抑制 CD8⁺ T 细胞和 NK 细胞的功能，促进调节性 T 细胞的扩增。

MDSCs 在荷瘤小鼠和肿瘤患者的血液、骨髓和次级淋巴器官中积累，循环系统中的 MDSCs 水平已被证明与临床分期、转移负荷和耐药有关。因此，这些细胞被认为在促进肿瘤相关的免疫抑制中具有重要作用。

多管齐下：MDSCs 与肿瘤免疫治疗

在正常的生理条件下，MDSCs 不存在于循环系统中，但在病理条件下，这些细胞会累积。MDSCs 积累由两种信号介导：

• 来源于肿瘤或局部的高表达生长因子（GM-CSF、G-CSF、M-CSF、SCF 和 VEGF）可促进骨髓和脾脏中未成熟的骨髓细胞增殖，并抑制其最终分化成巨噬细胞、树突状细胞或粒细胞。

• 促炎细胞因子（IFN-gamma、IL-1 beta、IL-4、 IL-6、IL-13 和 TNF-alpha）的存在，可促进 MDSCs 的病理活化。

MDSCs 介导的免疫抑制机制示意图

目前正在研究的几种靶向 MDSCs 治疗的策略包括：促进 MDSCs 分化、抑制 MDSCs 发展及肿瘤浸润、解除 MDSCs 的免疫抑制功能等。

• 推动 MDSCs 的分化：全反式维甲酸 (ATRA)、维生素 A、维生素 D3、IL-12 和 CpG 寡核苷酸；

• 阻止 MDSCs 发展：双磷酸盐、Jak/STAT 抑制剂、VEGF 抑制剂和多激酶抑制剂；

• 抑制 MDSCs 渗透到肿瘤的能力：如正在研究的 anti-glycan 抗体，靶向晚期糖基化终产物 S1000A8/A9 反馈回路受体，这些受体参与促进 MDSCs 向结肠癌的募集。此外，针对 IL-17、 CCR2、CSF-1R、CXCR2 和 galectin-3 的抗体或者抑制剂都被认为可抑制肿瘤微环境中 MDSCs 的招募。

• 解除 MDSCs 的免疫抑制：目前正在评估几种不同的精氨酸酶、一氧化氮和活性氧抑制剂，以确定这些抑制剂是否能有效抑制体内 MDSCs 的活性，并改善肿瘤患者的临床结果。这些抑制剂包括抑制 ARG1 活性的 COX2 抑制剂和 N-羟基- L-精氨酸（NOHA）、ROS 生成抑制剂甲基巴多索隆（CDDO-Me）、一氧化氮抑制剂 nitro-aspirin（NO-aspirin），N(G)-Nitro-L-Arginine Methyl Ester（L-NAME）和 PDE-5 抑制剂与一氧化氮和 ARG1 抑制剂作用类似。这些抑制剂大多数已经在荷瘤小鼠模型中进行了测试，其中一些显示出相当大的治疗前景。

抑制 MDSCs 的药物及天然化合物

此外，MDSCs 耗竭策略也在开展中，主要集中于细胞毒性药物，如顺铂（ cisplatin）、5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil）、吉西他滨（ gemcitabine）和紫杉醇（paclitaxel），这些药物均被报道可抑制 MDSCs 的积累。遗憾的是，这些药物有副作用。

值得注意的是，2018 年发表的一篇《Cell》文章提出了一种选择性更高的 MDSCs 耗竭新策略。Tavazoie 等人发现，肝脏 X 受体（LXR）激动剂可通过促进 MDSCs 的凋亡，减少多种小鼠肿瘤模型中瘤内及外周的粒细胞样和单核细胞样 MDSCs。

作者证明这种效应是通过 LXR 靶基因 ApoE 与 MDSCs 表面的 LRP8 受体结合介导的。此外，他们发现 MDSCs 的减少与肿瘤相关的 CD8⁺ 和 CD4⁺ T 细胞的增加有关。

使用黑色素瘤小鼠模型，作者发现，与单独使用黑色素瘤肿瘤抗原特异性细胞毒性 T 淋巴细胞（CTL）相比，联合使用 LXR 激动剂与 CTL 可显著增强 CTL 活性，减小肿瘤体积，提高小鼠存活率。类似地，在黑色素瘤或肺癌小鼠模型中，他们证明 LXR 激动剂联合抗 PD -1 治疗可显著增加肿瘤浸润的数量、激活细胞毒性 T 细胞、增强抗肿瘤活性。

该研究结果不仅发现了选择性耗竭肿瘤微环境中 MDSCs 的新方法，同时表明 LXR 激动剂可以与其他免疫疗法联用，改善其抗肿瘤效力，在不同的的肿瘤中具有抑制肿瘤生长和转移的潜力。

MDSCs 的亚群分类及鉴定

在小鼠中，MDSCs 被广泛定义为 CD11b⁺ Gr-1⁺ 细胞，根据 Ly-6 G 和 Ly-6C 的相对表达水平定义了两个特定的亚群，即粒细胞样 MDSCs 和单核细胞样 MDSCs。

MDSCs 示意图（左：粒细胞样 MDSCs，右：单核细胞样 MDSCs）

小鼠粒细胞样 MDSCs 为 CD11b⁺ Gr-1/Ly-6G^high / Ly-6C^low，单核细胞样 MDSCs 为 CD11b⁺ Gr-1/Ly-6G^-/low Ly-6C^high。人 MDSCs 通常也表达 CD11b 和 siglec3 /CD33，缺乏 HLA-DR 和谱系标记 CD3、CD14、CD19 和 CD56 的表达。

与小鼠相似，人粒细胞样 MDSCs（Lin^- CD11b⁺ CD14^- CD15⁺ CD33⁺ CD66b⁺ HLA-DR^-）和单核细胞样 MDSCs（Lin^- CD11b⁺ CD14⁺ CD15^- CD33⁺ CD66b^- HLA-DR^-）亚群已被发现，但它们是基于 CD14、CD15 和 CD66b/CEACAM-8 的差异表达来分群的。

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流式细胞术鉴定人粒细胞和单核细胞样 MDSCs。(A) 人类外周血单核细胞中检测 Lin^-/ HLA-DR^- 细胞。其中 Lin 中包含 Alexa Fluor 700 偶联的 Mouse Anti-Human CD3e 和 CD19 单抗（R&D Systems，Catalog # 分别为 FAB100N 和 FAB4867N）。HLA-DR 使用的是 Alexa Fluor 750 偶联的 Mouse Anti-Human HLA-DR Monoclonal Antibody（R&D Systems，Catalog # FAB4869S）。圈门 Lin^-/HLA-DR^-。（B）在 Lin^-/HLA-DR^- 门内使用 APC-偶联的 Mouse Anti-Human Siglec-3/CD33 Monoclonal Antibody（R&D Systems, Catalog # FAB1137A）和 Alexa Fluor 405 偶联的 Mouse Anti-Human Integrin aM/CD11b Monoclonal Antibody（R&D Systems, Catalog # FAB16991V）检测 CD11b⁺/CD33⁺ 双阳细胞。（C）Lin^-/HLA-DR^–/CD11b⁺/CD33⁺ 细胞中检测粒细胞样 MDSCs（Lin^-/CD11b⁺/CD14/CD33⁺/CEACAM-8⁺/ HLA-DR）和单核细胞样 MDSCs（Lin^-/CD11b⁺/CD14⁺/ CD33⁺/CEACAM-8^-/ HLA-DR）。其中使用了 PE 标记的 Mouse Anti-Human CEACAM-8/CD66b Monoclonal Antibody（R&D Systems, Catalog # FAB4246P）和 PerCP 标记的 Mouse Anti-Human CD14 Monoclonal Antibody（R&D Systems, Catalog # FAB3832C）。

流式细胞术检测人粒细胞和单细胞样 MDSCs 中精氨酸酶 1 的表达。圈出 MDSCs 后，检测精氨酸酶 1 在（A）粒细胞样 MDSCs（Lin^–/CD11b⁺/ CD14^–/CD33⁺/CEACAM-8⁺/HLA-DR^–）和（B）单核细胞样 MDSCs（Lin^–/CD11b⁺/CD14⁺/CD33⁺/CEACAM-8^–/HLA-DR^–）中的表达。其中使用 Alexa Fluor 488 标记的 Mouse Anti-Human Arginase 1/ARG1 Monoclonal Antibody（R&D Systems, Catalog # IC8026 G；实心直方图）和 Alexa Fluor 488 标记的 Mouse IgG2B Isotype Control（R&D Systems, Catalog # IC0041 G；空心直方图）。

流式细胞术检测人粒细胞样和单细胞样 MDSCs 中的 IDO 的表达。圈出 MDSCs 后，检测 IDO 在（A）粒细胞 MDSCs（Lin^–/CD11b⁺/CD14^–/CD33⁺/CEACAM-8⁺/HLA-DR^–）和（B）单核细胞样 MDSCs（Lin^–/CD11b⁺/CD14⁺/CD33⁺/CEACAM-8^–/HLA-DR^–）中的表达。其中抗体使用的是 Alexa Fluor 488 偶联的 Mouse Anti-Human Indoleamine 2,3-dioxygenase/IDO Monoclonal Antibody（R&D Systems, Catalog # IC6030 G；实心直方图）或 Alexa Fluor 488 标记的 Mouse IgG1 Isotype Control（R&D Systems, Catalog # IC002 G；空心直方图）。

流式细胞术鉴定小鼠单核细胞和粒细胞样 MDSCs。使用确 APC 标记的 Rat Anti-Mouse Gr-1/Ly-6 G Monoclonal Antibody（R&D Systems, Catalog # FAB1037A）和 PE 标记的 Rat Anti-Mouse Integrin aM/CD11b Monoclonal Antibody（R&D Systems, Catalog # FAB1124P）染色 C57BL / 6 小鼠骨髓细胞中单核细胞样 MDSCs（CD11b⁺/Gr-1^low/mid/Ly6C⁺）和粒细胞样 MDSCs（CD11b⁺/Gr-1^high/Ly6C^–）。

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参考文献：

[1].Tavazoie MF, et al. LXR/ApoE Activation Restricts Innate Immune Suppression in Cancer. Cell. 2018 Feb 8;172(4):825-840.e18.

[2].de Haas N, et al. Improving cancer immunotherapy by targeting the STATe of MDSCs. Oncoimmunology. 2016 Jun 27;5(7):e1196312.