肿瘤相关巨噬细胞中的清道夫受体CD36通过抑制I型干扰素信号促进癌症进展

Scavenger Receptor CD36 in Tumor-Associated Macrophages Promotes Cancer Progression by Dampening Type-I IFN Signaling

作者信息Ziyan Xu, Alexandra Kuhlmann-Hogan, Shihao Xu, Hubert Tseng, Dan Chen, Shirong Tan, Ming Sun, Victoria Tripple, Marcus Bosenberg, Kathryn Miller-Jensen, Susan M Kaech
PMID39546763
发布时间2025-02-01
DOI10.1158/0008-5472.CAN-23-4027

实验完整度

高

包含体外细胞实验、小鼠肿瘤模型、单细胞测序分析、功能验证及患者数据相关分析,多层证据验证CD36调控IFN-I机制。

主要模型

YUMMER1.7小鼠黑色素瘤模型 MC38小鼠结直肠癌模型 骨髓来源巨噬细胞(BMDM) 人类单核细胞来源巨噬细胞

重点核对

CD36在TAMs中的表达水平与肿瘤进展相关 CD36-cKO小鼠肿瘤生长显著减缓 CD36-cKO TAMs中I型干扰素相关基因和蛋白表达升高 IFNβ中和抗体或IFNAR1缺失可消除CD36-cKO的肿瘤抑制作用 p38抑制剂SB203580在WT中抑制肿瘤生长,但在CD36-cKO中无额外效果

摘要

肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是决定肿瘤微环境(TME)炎症状态的异质性髓系细胞群体。在本研究中,我们揭示了清道夫受体CD36抑制TAM炎症状态的机制。CD36在TAMs中上调,并与免疫抑制特征相关,髓系特异性缺失CD36显著减少了肿瘤生长。此外,CD36缺陷的TAMs获得了炎症特征,包括I型干扰素(IFN-I)产生增加,这与癌症患者中观察到的CD36与IFN-I反应之间的负相关一致。由CD36缺陷TAMs产生的IFN-I,尤其是IFNβ,直接诱导肿瘤细胞静止并延缓肿瘤生长。机制上,CD36通过氧化脂质信号下游的p38激活,作为巨噬细胞中IFN-I信号的天然抑制因子。这些发现确立了CD36作为TAM功能和肿瘤炎症微环境的关键调节因子,为药理学抑制CD36以重振抗肿瘤免疫力提供了额外的理论依据。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CD36在肿瘤相关巨噬细胞中如何调控其炎症状态并影响肿瘤进展?
核心机制
CD36通过结合氧化低密度脂蛋白(oxLDL)激活p38信号通路,抑制I型干扰素(特别是IFNβ)的产生,从而抑制TAMs的抗肿瘤炎症功能,促进肿瘤生长。
主要证据
CD36-cKO小鼠肿瘤生长减缓,TAMs中IFNβ产生增加;IFNβ直接诱导肿瘤细胞静止;p38抑制剂恢复IFNβ产生并抑制肿瘤生长;人类患者数据中CD36与ISG表达负相关。
研究意义
本研究确立了CD36作为TAM功能和肿瘤炎症微环境的关键调节因子,为药理学抑制CD36以重振抗肿瘤免疫力提供了理论依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

CD36表达与TAM表型分析

验证CD36在肿瘤进展中的表达变化及其与免疫抑制表型的关联。

通过流式细胞术检测不同时间点YUMMER肿瘤中髓系细胞CD36表达,并分析CD36高表达TAMs的免疫抑制标志物(PD-L1、CD206、ARG1)表达。

2

CD36缺失对肿瘤生长的影响

评估髓系特异性缺失CD36是否影响肿瘤生长。

利用Cd36flox/floxCsf1r-Cre小鼠(CD36-cKO)和对照小鼠,皮下接种YUMMER或MC38肿瘤细胞,测量肿瘤体积。

3

单细胞转录组分析

揭示CD36缺失对TAMs转录组的影响,特别是干扰素相关通路。

重分析已发表的B16黑色素瘤单细胞测序数据(GSE171194),比较WT和Cd36−/− TAMs的差异表达基因和通路富集。

4

IFN-I产生和功能验证

验证CD36缺失是否导致IFN-I产生增加及其对肿瘤细胞增殖的影响。

通过qPCR和ELISA检测CD36-cKO TAMs中Ifnb1和IFNβ水平;使用Fucci细胞系检测IFNβ对肿瘤细胞周期的影响。

5

机制探究:oxLDL-CD36-p38通路

阐明CD36如何通过oxLDL和p38信号抑制IFN-I产生。

检测oxLDL结合CD36的能力、p38磷酸化水平,使用p38抑制剂SB203580处理动物,并验证其依赖IFNAR1。

6

人类样本相关性分析

评估CD36与I型干扰素反应在人类癌症患者中的相关性。

分析公共单细胞和TCGA数据集中CD36与ISG表达的相关性,以及CD36 TAM signature对生存的影响。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM/F12培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
MEM非必需氨基酸----
I型胶原酶Sigma-Aldrich--
脱氧核糖核酸酶IRoche--
ACK裂解缓冲液Invitrogen--
LIVE/DEAD固定化紫色死细胞染色试剂盒Invitrogen--
eBioscience™ Foxp3/转录因子染色缓冲液Invitrogen--
布雷非德菌素ABioLegend--
抗CD16/32抗体BioLegend101301
抗CD45抗体BioLegend103147
抗CD3ε抗体Thermo Fisher Scientific46-0032-82
抗NK1.1抗体BioLegend108726
抗CD4抗体BioLegend100406
抗CD8a抗体BD Biosciences741811
抗CD11b抗体BD Biosciences612801
抗Ly6C抗体BD Biosciences563011
抗Ly6G抗体BioLegend127624
抗CD11c抗体BD Biosciences564080
抗F4/80抗体BioLegend123118
抗CD206抗体BioLegend141704
抗PD-L1抗体BioLegend124321
抗ARG1抗体Thermo Fisher Scientific17-3697-82
抗TNF抗体BioLegend506305
抗IL-1β(前体)抗体Thermo Fisher Scientific25-7114-82
抗MHCII抗体BioLegend107624
抗IFNAR1抗体Thermo Fisher Scientific12-5945-82
抗IRF7抗体Fisher Scientific12-5829-82
抗ISG15抗体Fisher ScientificPA5-17461
抗IFNβ1抗体Cell Signaling Technology97450
抗兔IgG (H+L) F(ab')2片段(Alexa Fluor® 647偶联物)Cell Signaling Technology4414
巨噬细胞集落刺激因子GibcoPMC2044
StemPro™ Accutase™细胞解离试剂GibcoA1110501
Cas9核酸酶IDT1081059
Lonza P3原代细胞4D-Nucleofector™ X试剂盒LonzaV4XP-3032
P38 MAPK (D13E1)抗体Cell Signaling Technology8690S
MojoSort™人泛单核细胞分离试剂盒Biolegend480059
人巨噬细胞集落刺激因子Biolegend574804
RIPA裂解缓冲液Thermo Scientific89900
Micro BCA蛋白测定试剂盒Thermo Scientific23235
小鼠细胞因子/趋化因子44-Plex Discovery Assay® Array (MD44)Eve Technologies--
小鼠IFN-β ELISA试剂盒,高灵敏度PBL Assay Science42410
EasySep™小鼠CD11b阳性选择试剂盒IIStemcell Technologies18970
氧化LDL摄取检测试剂盒(oxLDL-DyLight™-488)Cayman Chemical601180
人高氧化低密度脂蛋白Kalen Biomedical770252-7
RLT Plus缓冲液Qiagen1053393
RNeasy Plus小型试剂盒Qiagen74134
Maxima H Minus双链cDNA合成试剂盒Thermo Scientific:
SsoAdvanced™通用SYBR® Green SupermixBio-rad:
磷酸化p38 MAPK (Thr180/Tyr182)抗体Cell Signaling Technology9211
p38 MAPK (D13E1) XP兔单抗Cell Signaling Technology8690
Cofilin (D3F9) XP兔单抗Cell Signaling Technology5175
山羊抗兔IgG (H+L)二抗,HRPThermo Fisher Scientific31460
pBOB-EF1-FastFUCCI-Puro慢病毒载体----
psPAX2包装质粒----
pMD2.G包膜质粒Sigma--
LentiBOOST™慢病毒转导增强剂Sirion BiotechSB-P-LV-101-01
Lonza SF细胞系4D-Nucleofector™ X试剂盒LonzaV4XC-2032
SB203580(p38抑制剂)Selleck ChemicalsS1076

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
肿瘤模型构建
细胞系(YUMMER1.7和MC38)的来源和培养条件;接种细胞数(YUMMER 2.5×10^5,MC38 5×10^5);接种方式(皮下注射);肿瘤测量时间点(每3-4天,从第7天开始)。
阅读提示:Materials and Methods: Cell lines and tumor engraftment
CD36-cKO小鼠
小鼠品系(Cd36flox/flox和Csf1r-Cre)的遗传背景;Cre介导的敲除效率(尤其在TAMs中)。
阅读提示:Materials and Methods: Mice
TAMs分离与分析
肿瘤消化酶(胶原酶I和DNase I)浓度;消化时间(30分钟);流式抗体克隆和稀释度。
阅读提示:Materials and Methods: Tumor digestion and Flow cytometry
BMDM生成
M-CSF浓度(25 ng/ml);培养时间(7天);细胞解离方法。
阅读提示:Materials and Methods: Generation of bone marrow-derived macrophage
oxLDL处理
oxLDL浓度(50 μg/ml);孵育时间(30分钟);CD36抑制剂SSO浓度(100 μM)。
阅读提示:Materials and Methods: Oxidized low density lipoprotein (oxLDL) binding and functional assays
p38抑制剂处理
SB203580剂量(10 mg/kg);给药方式(口服灌胃);给药频率(每日一次);给药起始时间(第8天)。
阅读提示:Materials and Methods: In vivo monoclonal antibody and drug treatment
IFNβ中和抗体处理
抗IFNβ抗体剂量(200 μg/次);给药途径(腹腔注射);给药频率(每3-4天);开始时间(接种后第7天)。
阅读提示:Materials and Methods: In vivo monoclonal antibody and drug treatment
Fucci细胞周期分析
Fucci载体(pBOB-EF1-FastFUCCI-Puro);细胞株(MC38-Fucci和YUMMER-Fucci);体内分析时间点(第10天)。
阅读提示:Materials and Methods: Generation of Fucci and Ifnar1−/− cancer cell lines; Results and Figure 5