全身和局部慢性炎症及激素处置促进老年女性乳腺癌的肿瘤许可环境

Systemic and local chronic inflammation and hormone disposition promote a tumor-permissive environment for breast cancer in older women

作者信息Neil Carleton, Alexander Chih-Chieh Chang, Sanghoon Lee, Ruxuan Li, Jian Zou, Daniel D Brown, Jagmohan Hooda, Jian Chen, Rahul Kumar, Linda R Klei, Lora H Rigatti, Joseph Newsome, Dixcy Jaba Sheeba John Mary, Jennifer M Atkinson, Raymond E West 3rd, Thomas D Nolin, Patrick J Oberly, Ziyu Huang, Donald Poirier, Emilia J Diego, Peter C Lucas, George C Tseng, Michael T Lotze, Priscilla F McAuliffe, Ioannis K Zervantonakis, Steffi Oesterreich, Adrian V Lee
PMID42509302
期刊Nat Aging
发布时间2026-08
DOI10.1038/s43587-026-01173-4

实验完整度

整合老年大鼠DMBA/MPA模型、患者组织样本、PDO和空间转录组等多个独立证据层级,并包含功能验证(HSD17B7抑制、巨噬细胞极化实验)。

主要模型

老年F344大鼠DMBA/MPA诱导ER+乳腺癌模型 ER+/HER2−乳腺癌患者肿瘤及癌旁组织 患者来源类器官(PDO) 单核细胞来源巨噬细胞

重点核对

老年F344大鼠(21–23月龄)与年轻大鼠(4月龄)的DMBA/MPA处理及肿瘤监测 患者队列年龄分组(年轻35–45岁、中年55–69岁、老年≥70岁)及样本匹配 PDO中E1(1.5 nM)处理24小时,HSD17B7抑制剂(化合物10)浓度及处理时间 巨噬细胞极化实验中使用E2、CCL2、CXCL9及其组合的处理条件 HSD17B7抑制剂、CC-156、fulvestrant和carlumab的浓度及处理方案

摘要

雌激素受体阳性(ER+)乳腺癌是最常见的乳腺癌亚型,并且是一种与年龄相关的疾病。全身和肿瘤微环境激素信号如何与慢性炎症交叉,以及这如何塑造与衰老相关的肿瘤生物学,仍不完全清楚。在此,我们利用ER+肿瘤的老年大鼠模型,识别出肿瘤发展和免疫特征的年龄相关差异。同时,对ER+/HER2−乳腺癌患者和年龄匹配对照的样本分析表明,老年患者中雌酮为主的全身雌激素模式和肿瘤HSD17B7表达增加,与局部雌酮向雌二醇转化增强一致。在来自老年女性的患者来源类器官中,药理学抑制HSD17B7减少了雌激素转化和增殖相关的转录程序。来自老年患者的肿瘤也表现出趋化因子富集,包括CCL2,与免疫抑制性巨噬细胞特征相关。同时靶向雌激素信号和趋化因子通路可减弱离体巨噬细胞极化。这些发现支持一个模型,将年龄相关的激素和炎症变化与ER+乳腺癌中肿瘤许可微环境的特征联系起来。

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
全身和局部激素信号与慢性炎症如何相互作用,并共同塑造老年ER+乳腺癌的肿瘤许可微环境?
核心机制
老年ER+乳腺癌中,循环雌酮(E1)为主,肿瘤组织通过上调HSD17B7将E1转化为E2,导致局部E2积累;同时,趋化因子(如CCL2)富集的慢性炎症募集并极化免疫抑制性巨噬细胞(CD206+/PD-L1+),形成利于肿瘤发展的微环境。
主要证据
老年大鼠模型显示肿瘤增加但生长较慢;患者样本显示老年患者肿瘤HSD17B7表达升高、E2:E1比增加;PDO中抑制HSD17B7减少E1向E2转化并降低增殖;巨噬细胞极化实验证实E2和趋化因子可诱导CD206+/PD-L1+表型。
研究意义
揭示年龄相关激素和炎症变化对ER+乳腺癌微环境的影响,提出靶向HSD17B7和CCL2作为潜在治疗策略,需进一步体内和临床验证。

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

老年F344大鼠模型建立与表型评估

评估年龄对肿瘤发生和生长的影响,并表征老年大鼠的激素和炎症状态。

使用年轻(4月龄)和老年(21–23月龄)F344大鼠,植入MPA缓释片,单次灌胃DMBA,监测肿瘤形成和生长,并检测血清E1、E2和炎症因子。

2

大鼠肿瘤测序及免疫分析

比较不同年龄组肿瘤的基因组、转录组和免疫微环境差异。

对6个肿瘤(3个年轻,3个老年)进行snRNA-seq、全外显子测序、bulk RNA-seq,并分析免疫细胞比例和通路富集。

3

人类队列样本收集与激素/炎症检测

分析不同年龄组ER+乳腺癌患者和正常供体的循环及局部激素和炎症特征。

收集患者血浆、肿瘤和癌旁组织,以及正常供体血浆和乳腺组织,检测E1、E2水平和22种炎症因子。

4

HSD17B7表达与雌激素代谢关联分析

验证HSD17B7在老年肿瘤中表达增加并促进局部E2积累。

通过TCGA、METABRIC、SCAN-B和scRNA-seq数据分析HSD17B7表达与年龄的关系,并关联肿瘤E2:E1比值。

5

PDO实验验证HSD17B7功能

评估HSD17B7抑制对E1向E2转化及下游雌激素信号的影响。

从老年和年轻患者获取PDO,用E1(1.5 nM)处理24h,加入HSD17B7抑制剂(compound 10,4 µM)或HSD17B1抑制剂(CC-156,1 µM),检测E2生成和ER靶基因表达及细胞周期。

6

巨噬细胞极化实验

验证老年TME特征(高E2和趋化因子)能否诱导免疫抑制性巨噬细胞极化。

将单核细胞来源巨噬细胞用E2、CCL2、CXCL9或PDO条件培养基处理,检测CD206和PD-L1表达;并用carlumab、fulvestrant阻断。

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
醋酸甲羟孕酮缓释片Innovative Research of America#NP-161
芝麻油Thermo Scientific Chemicals#241002500
ER抗体abcam#ab32063
Ki-67抗体Novus BiologicalsNB600-1252
RNeasy试剂盒文中未明确说明--
TruSeq链特异性mRNA文库制备试剂盒Illumina--
NovaSeq 6000测序平台Illumina--
液相色谱-串联质谱系统Thermo Scientific--
ACQUITY BEH C18色谱柱Waters--
Luminex多重检测系统文中未明确说明--
Bio-Plex 200仪器Bio-Rad--
Cultrex生长因子减少型基底膜提取物2型Fisher35-330-1002
FicollCytiva#17-5446-52
SepMate-50管STEMCELL#85460
全单核细胞分离试剂盒Miltenyi#130-096-537
CD206抗体BioLegend#321102
PD-L1抗体BioLegend#329701
卡鲁单抗MedChemExpressHY-P99188
氟维司群文中未明确说明ICI 182780
化合物10(HSD17B7抑制剂)文中未明确说明--
CC-156(HSD17B1抑制剂)文中未明确说明--

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
大鼠模型
大鼠品系、年龄(年轻4月龄,老年21-23月龄)、MPA pellet剂量(50 mg)、DMBA剂量(65 mg/kg)、灌胃方式、饲养环境、肿瘤监测频率和时间
阅读提示:Methods: Rat experiments; DMBA/MPA model; Fig. 1b
患者队列
患者年龄分组(35-45, 55-69, ≥70)、样本类型(血浆、肿瘤组织、癌旁组织)、未接受新辅助治疗、样本采集时间(手术时)
阅读提示:Methods: Patient cohorts and clinical specimens; Fig. 3a
激素检测
LC-MS/MS方法、样品体积(500 µl)、内标、衍生化条件、色谱柱型号、流动相、流速、运行时及检测离子对
阅读提示:Methods: Mass spectrometry for estrogen (E1 and E2) measurements
炎症因子检测
Luminex panel组成(22-plex人、18-plex大鼠、15-plex PDO)、样本类型(血清、组织裂解液、条件培养基)、标准化方法
阅读提示:Methods: Quantification of inflammatory factors; Fig. 3d; Fig. 6a
PDO实验
PDO来源患者年龄和亚型、培养基成分、无雌激素处理时间(24h)、E1浓度(1.5 nM)、抑制剂浓度(HSD17B7i 4 µM, HSD17B1i 1 µM)、处理时间(24h)
阅读提示:Methods: PDO and cell line experiments; Fig. 5a
巨噬细胞实验
PBMC分离方法、M-CSF浓度(5 ng/ml)和分化时间(2天)、极化处理时间(3天)、PDO条件培养基稀释比例(1:1)、抗体浓度、carlumab和fulvestrant浓度
阅读提示:Methods: Macrophage polarization experiments; Fig. 8