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《细胞》子刊:科学家发现,肿瘤中的真菌会刺激胰腺癌细胞分泌IL-33,招募并激活2型先天性淋巴细胞,促进肿瘤进展

  1. 真菌

来源:奇点糕 2022-02-14 08:25

  说起“癌王”,大家都会不约而同地想到胰腺癌,这种总体5年生存率将将达到两位数的癌症对于医生、患者和基础研究人员都是极大的挑战。胰腺癌具有非常独特的肿瘤免疫谱,一部分肿瘤中有40-60%都是免疫细胞,但可气的是,它们基本都是免疫抑制细胞,比如肿瘤相关巨噬细胞、调节性T细胞、CD4+ 2型辅助T细胞(Th2)和骨髓来源的抑制细胞,它们狼狈

 

 

 

说起“癌王”,大家都会不约而同地想到胰腺癌,这种总体5年生存率将将达到两位数的癌症对于医生、患者和基础研究人员都是极大的挑战。

胰腺癌具有非常独特的肿瘤免疫谱,一部分肿瘤中有40-60%都是免疫细胞,但可气的是,它们基本都是免疫抑制细胞,比如肿瘤相关巨噬细胞、调节性T细胞、CD4+ 2型辅助T细胞(Th2)和骨髓来源的抑制细胞,它们狼狈为奸,共同抑制效应T细胞,导致了肿瘤免疫逃逸和快速进展。

为什么会这样?最近发表在Cancer Cell杂志上的一项研究揭示了其中的原因。研究人员发现,罪魁祸首的是肿瘤中的真菌和白介素-33(IL-33),具体来说,真菌会刺激胰腺导管腺癌(PDAC)细胞分泌IL-33,招募并激活2型先天性淋巴细胞(ILC2),从而促进肿瘤进展,IL-33或许可以作为胰腺癌的新靶向治疗靶点。

研究人员在患PDAC的KPC小鼠(存在3种基因突变:KrasG12D; Trp53R172H; Pdx-Cre)中发现,与正常的胰腺和脾脏相比,肿瘤微环境中,CD4+ T细胞群中的Th2比例显着增加(72.1% vs. 8.33% vs. 0.4%),ILC2也是同样(74.2% vs. 7.96% vs. 0.18%)。

单细胞测序结果显示,肿瘤样本中大多数免疫细胞是髓系细胞(巨噬细胞和单核细胞等,74.72%),其次是淋巴细胞(16.45%),根据细胞的基因特征进行鉴定后,也确认了Th2和ILC2的富集。当然,也不仅仅是小鼠,在PDAC患者切除的肿瘤样本中,研究人员同样发现了高比例的ILC2。

这些Th2和ILC2是哪里来的?IL-33是已知的可以招募和激活Th2和ILC2的细胞因子,尤其是ILC2,它是IL-33最重要的一个靶细胞。利用小发夹RNA ban掉癌细胞中的IL-33后,荷瘤小鼠的肿瘤负担显着降低,生存率大幅增加,伴随这种变化一起发生的是肿瘤中Th2和ILC2水平的下降,除此之外,肿瘤微环境中的调节性T细胞也有微小但显着的下降。

也就是说,是IL-33将Th2和ILC2招募到肿瘤中的,但是IL-33是一种损伤相关分子模式(DAMP)分子,一般由受损或即将死亡的细胞释放,可以看作是细胞释放的一个“危险信号”,而癌细胞不符合条件,被认为是不会主动释放DAMP分子的,所以,IL-33又是怎么来的?

鉴于此前过敏领域的研究曾发现,真菌会刺激肺上皮细胞分泌IL-33,加剧过敏反应[4],而且关于肿瘤中存在微生物,可能会影响肿瘤进展和治疗效果的研究也有不少了,研究人员把怀疑对象先圈定在了真菌中。

于是,他们首先在PDAC小鼠中进行了18SrRNA测序,发现小鼠的肿瘤和肠道中均存在真菌菌群,甚至肿瘤中比肠道中还多,其中马拉色菌是肿瘤真菌中丰富度最高,而在健康的胰腺中,真菌几乎不存在。

研究人员将18SrRNA测序中发现的真菌和以前研究报道过的在PDAC患者肿瘤中存在的真菌的提取物分别和PDAC细胞进行了共培养,他们发现,在加入了链格孢(Alternaria alternata)提取物的PDAC细胞中,IL-33的水平变化具有时间依赖性,而同样的实验中,曲霉和念珠菌则没有类似结果。

除此之外,从PDAC小鼠肿瘤中分离出的真菌菌群还成功激活了ILC2,共培养时,被激活的ILC2分泌了大量的细胞因子IL-5。

同时,研究人员还发现,PDAC最常见的突变之一KrasG12D也发挥着一定的作用,在促进肿瘤进展方面,它有两条主要的下游通路,MEK-ERK和PI3K,当抑制MEK-ERK通路时,IL-33的表达也会被抑制,不过PI3K抑制剂则没有这样的效果。

因此,显然,IL-33应该是一个阻止PDAC进展的有力候选靶点,在小鼠中,实验显示,与对照组相比,口服两性霉素B(一种抗真菌药物),或者用小发夹RNA ban掉IL-33,都可以显着缩小肿瘤,延长存活期,不过靶向IL-33效果比口服两性霉素B更好。

研究人员认为,这项研究非常有意义,一方面,存在KrasG12D突变的不仅有胰腺癌,而且尽管KRAS突变有许多种,它们的下游通路都主要是MEK-ERK和PI3K,因此,这个机制可能不局限于KrasG12D突变,也不局限于胰腺癌,接下来,他们计划在肺癌和结肠癌中继续进行探索[5]。

另一方面,这个结果意味着抗真菌药物和IL-33靶向药物可能会对胰腺癌具有辅助治疗作用,抗真菌治疗已经在急性胰腺炎中获批,因此在胰腺癌患者中进行测试是很简单可行的,此外,目前也已经有针对哮喘而研发的IL-33单抗药物临床试验中,未来或许也可以在胰腺癌患者中进行一些研究[5]。(生物谷 Bioon.com)

 

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