小鼠中肿瘤起始细胞通过肿瘤相关巨噬细胞产生的CCL8逃避免疫监视

Tumor-initiating cells escape tumor immunity via CCL8 from tumor-associated macrophages in mice

作者信息Shuang Chen, Chensong Huang, Kang Li, Maosheng Cheng, Caihua Zhang, Jianqi Xiong, Guoli Tian, Ruoxing Zhou, Rongsong Ling, Xiaochen Wang, Gan Xiong, Zhihui Zhang, Jieyi Ma, Yan Zhu, Bin Zhou, Liang Peng, Zhenwei Peng, Heping Li, Demeng Chen
PMID39774471
发布时间2025-01-07
DOI10.1172/JCI180893

实验完整度

包含scRNA-Seq、谱系追踪、细胞消融、条件敲除、细胞共培养、药物抑制、体内移植瘤及患者样本等多个独立证据层级,并进行功能与机制验证。

主要模型

小鼠ICC模型(AKT/YAP/SB水动力尾静脉注射) Krt19-DreER Axin2-CreER R26-Ai66谱系追踪小鼠 Axl/Mertk条件性双敲除(cDKO)小鼠 患者ICC组织样本

重点核对

ICC诱导:水动力尾静脉注射30μg YAP(或20μg NICD)、4μg AKT和1μg转座酶质粒至6-10周龄小鼠 谱系追踪:他莫昔芬注射剂量100 μg/g体重,连续5天,腹腔注射 R428给药:口服灌胃25 mg/kg,每日两次 抗PD-1给药:腹腔注射200 μg/只,每3天一次 GAS6中和抗体:2 mg/kg腹腔注射,每周两次

摘要

肿瘤起始细胞(TIC)在癌症进展和免疫逃逸中起关键作用。然而,TIC如何逃避免疫清除仍不清楚。结合单细胞RNA测序(scRNA-Seq)、基于双重组酶的谱系追踪和其他方法,我们鉴定了在体内作为TIC的WNT活化恶性细胞亚群。我们发现TIC与免疫调节性肿瘤相关巨噬细胞(Reg-TAM)之间通过生长停滞特异性6/AXL受体酪氨酸激酶/MER原癌基因、酪氨酸激酶(GAS6/AXL/MERTK)信号通路存在强烈的双向相互作用,这促进了TIC的免疫逃逸。在本研究中,我们使用化学抑制剂和Axl/Mertk条件性双敲除(cDKO)小鼠证明,抑制TIC来源的GAS6与Reg-TAM上AXL/MERTK之间的相互作用可重新激活抗肿瘤免疫应答。我们确定CCL8是GAS6/AXL/MERTK通路的关键介质,主要通过抑制Treg浸润肿瘤发挥作用。此外,AXL/MERTK信号阻断使肿瘤细胞对抗程序性细胞死亡1(抗PD-1)治疗敏感。因此,我们阐明了TIC逃避免疫监视的详细机制,为根除逃避常规免疫治疗的TIC提供了策略见解。

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
肿瘤起始细胞(TICs)如何逃避免疫监视,以及其与肿瘤微环境相互作用的机制。
核心机制
WNT活化的TICs通过GAS6/AXL/MERTK信号通路与Reg-TAMs相互作用,上调Reg-TAMs中CCL8表达,从而抑制Treg浸润,实现免疫逃逸。
主要证据
基于scRNA-Seq、谱系追踪和共培养实验,证明TICs与Reg-TAMs间存在GAS6/AXL/MERTK相互作用;使用R428抑制或条件敲除Axl/Mertk可减少Treg浸润并抑制ICC进展;CCL8缺失或过表达可模拟或逆转R428效应;联合抗PD-1治疗增强抗肿瘤效果。
研究意义
揭示了TICs通过GAS6/AXL/MERTK/CCL8轴逃避免疫监视的新机制,为联合应用AXL/MERTK抑制剂与抗PD-1治疗提供理论依据。

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

建立小鼠ICC模型并进行单细胞分析

构建小鼠ICC模型,并通过scRNA-Seq解析肿瘤异质性,鉴定TIC群体。

通过水动力尾静脉注射AKT/YAP/SB质粒诱导ICC,6周后取肿瘤组织进行scRNA-Seq,聚类得到18种细胞类型,进一步对上皮细胞亚聚类,识别出WNT活化的C2亚群。

2

谱系追踪验证TIC特征

验证WNT活化细胞在体内是否具有TIC特性并驱动肿瘤进展。

使用双重组酶谱系追踪系统(Krt19-DreER Axin2-CreER R26-Ai66)标记KRT19+AXIN2+细胞,通过他莫昔芬诱导tdTomato表达,追踪其扩增和分化,并通过DTR介导细胞消融和有限稀释移植实验检测其致瘤性。

3

GAS6/AXL/MERTK通路对TIC维持和ICC进展的作用

探究GAS6/AXL/MERTK相互作用在TIC维持和ICC发展中的功能。

使用GAS6中和抗体、R428抑制剂、Axl/Mertk条件性敲除小鼠及共培养实验,检测对TIC扩增、肿瘤生长、免疫细胞浸润和信号通路激活的影响。

4

CCL8介导的Treg调控机制

鉴定GAS6/AXL/MERTK通路下游效应分子,并验证其对Treg浸润的影响。

通过RNA-seq和qRT-PCR鉴定CCL8为关键因子,使用Ccl8敲除小鼠(Lyz2-creER Ccl8fl/fl和Ccl8-/-)及重组CCL8回补实验,分析Treg、CD4+和CD8+ T细胞浸润变化。

5

联合治疗评估

评估AXL/MERTK抑制联合抗PD-1治疗对ICC生长的协同效应。

比较单独R428、抗PD-1或联合治疗对肿瘤生长、生存期、增殖凋亡和T细胞浸润的影响。

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
AKT质粒Addgene31789
YAP质粒Addgene86497
NICD质粒Addgene86500
SB转座酶质粒----
去内毒素质粒大提试剂盒Tiangen BiotechDP117-TA
他莫昔芬MilliporeSigmaT5648
白喉毒素List Biologics150
XAV-939TargetMolT1878-100
R428Selleck ChemicalsS2841
GAS6中和抗体R&D SystemsAB885
重组MCP-2/CCL8MedChemExpressHY-P7239
抗PD-1抗体Bio X CellBE0146
肿瘤解离试剂盒MACS Miltenyi Biotec130-096-730
gentleMACS组织解离器MACS Miltenyi Biotec130-093-235
40 μm细胞筛网Corning352340
ACK裂解缓冲液Thermo Fisher ScientificA1049201
死细胞去除试剂盒MACS Miltenyi Biotec130-090-101
Chromium单细胞3'试剂盒V210x Genomics--
MGISEQ2000测序系统BGI--
柠檬酸钠抗原修复液BiossC02-02002
过氧化氢G-cloneCS7730
抗HNF4A抗体Abcamab41898
抗MKI67抗体NovusNB500-170
抗细胞角蛋白19抗体Abcamab52625
抗RFP抗体Rockland600-401-379
抗活化caspase 3抗体Cell Signaling Technology9661S
抗GAS6抗体AffinityDF8659
抗F4/80抗体Abcamab100790
抗MRC1抗体Abcamab64693
抗ATP6V1F抗体MilliporeSigmaHPA062011
抗SCP2抗体Thermo Fisher ScientificMA5-44821
抗AXL抗体AffinityAF7793
抗MERTK抗体Abcamab300136
PANOVUE染料----
Zeiss LSM880共聚焦显微镜Zeiss--
Click-iT EdU Alexa Fluor 488试剂盒Thermo Fisher ScientificC10337
Foxp3/转录因子染色缓冲液试剂盒Tonbo BiosciencesTNB-0607-KIT
CD45 PE-Cyanine 7抗体Tonbo Biosciences60-0451
CD3 APC抗体Tonbo Biosciences20-0032
CD8a VioletFluo 450抗体Tonbo Biosciences75-1886
CD4 FITC抗体eBioscience35-0042
FOXP3 PerCP/Cy5.5抗体Tonbo Biosciences55-5773-U100
CD25 PE抗体Tonbo Biosciences50-0251-U100
CD206 APC抗体BioLegend141708
F4/80 PE抗体BioLegend137014
F4/80 PerCP/Cy5.5抗体eBioscience2349828
CD86 PerCP/Cy5.5抗体BioLegend105028
NK1.1 PerCP/Cy5.5抗体Tonbo Biosciences65-5941
CD11b Violet Fluorescence 500抗体Tonbo Biosciences85-0112
Ghost Dye Red 780染料Tonbo Biosciences13-0865
EpCAM APC抗体InvitrogenB358247
AXL BV421抗体BD Biosciences748028
Ghost Dye Red 710染料Tonbo Biosciences13-0871-T100
MERTK APC-CY7抗体Invitrogen47-5751-80
GAS6 FITC抗体Biossbs-7549R-BF488
Siglec APC抗体BioLegend129611
MHC II FITC抗体Tonbo Biosciences35-5321-U100
CD11C Violet Fluo 450抗体Tonbo Biosciences75-0114-U025
LY6G APC-CY7抗体BioLegend127623
LY6C抗体Invitrogen45-5932-80
CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--
Fc阻断剂(抗CD16/CD32)Elabscience--
FACSAria Fusion流式细胞分选仪BD--
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Roche4693132001
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23227
SDS-PAGE凝胶EpiZymePG11X
PVDF膜MilliporeSigmaIPVH00010
抗AXL抗体Abcamab215205
抗p-AXL抗体AffinityAF8523
抗p-MERTK抗体Thermo Fisher ScientificPA5-143631
抗β-catenin抗体Abcamab32572
抗p-β-catenin抗体Cell Signaling Technology9561
抗LRP6抗体Cell Signaling Technology3395
抗p-LRP6抗体Cell Signaling Technology2568
抗CCL8抗体Signalway Antibody55062
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118S
抗NF-κB1抗体Cell Signaling Technology13586
抗AKT抗体Cell Signaling Technology9272
抗p-AKT抗体Cell Signaling Technology9271
HRP标记二抗ProteintechSA00001-2
ECL底物Tanon180-5001
EasySep小鼠初始CD4+ T细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies19765
淋巴细胞培养基Corning88-581-cm
白细胞介素-2ElabsciencePKSM041320
转化生长因子-β1AbbkinePRP110618
CFSE染料BD Biosciences565082
CCL8 ELISA试剂盒JONLNJL10984
TECAN Infinite M200Pro酶标仪TECAN--
AG RNAex Pro RNA提取试剂Accurate BiotechnologyAG21102
NanoDrop分光光度计Thermo Fisher ScientificNano-300
PerfectStart Green qPCR SuperMix预混液TransGen BiotechAQ601
Bio-Rad CXF96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--

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
ICC模型诱导
质粒剂量(30μg YAP/20μg NICD,4μg AKT,1μg SB)、小鼠周龄(6-10周)、注射后取材时间(6周)
阅读提示:见Methods“Mice, hydrodynamic injection, lineage tracing, and drug treatment”部分
谱系追踪
他莫昔芬剂量(100μg/g体重)、给药方式(腹腔注射)、给药时间(连续5天)
阅读提示:见Methods“Mice, hydrodynamic injection, lineage tracing, and drug treatment”部分
药物处理
R428剂量(25mg/kg,每日两次,口服灌胃)、GAS6抗体剂量(2mg/kg,每周两次,腹腔注射)、抗PD-1剂量(200μg/只,每3天一次,腹腔注射)
阅读提示:见Methods“Mice, hydrodynamic injection, lineage tracing, and drug treatment”部分
细胞消融
白喉毒素剂量(500ng,隔天注射)、注射方式(腹腔注射)
阅读提示:见Methods“Mice, hydrodynamic injection, lineage tracing, and drug treatment”部分
流式分析
抗体组合和克隆号、染色缓冲液、固定破膜条件
阅读提示:见Methods“Flow cytometric analysis and FACS”部分