IFNγ依赖的代谢重编程限制黑色素瘤中未成熟、促转移的淋巴管状态。

IFNγ-dependent metabolic reprogramming restrains an immature, pro-metastatic lymphatic state in melanoma.

作者信息Triantafyllia Karakousi, Vanessa Cristaldi, Maria Luiza Lopes de Oliveira, Ines Delclaux, Naomi R Besson, Luiz Henrique Geraldo, Tania J González-Robles, Devyon R McDonnough, Daniel Martinez-Krams, Gabrielle da Silva, Alec P Breazeale, Joel Encarnacion-Rosado, Joanna Pozniak, Shi Qiu, Irineu Illa Bochaca, Medard E Kaiza, Hye Mi Kim, Tullia C Bruno, Boris Reizis, Ata S Moshiri, Alec C Kimmelman, Kelly V Ruggles, Iman Osman, Jean-Christophe Marine, Navdeep S Chandel, Amanda W Lund
PMID41576931
发布时间2026-04-13
DOI10.1016/j.ccell.2025.12.019

实验完整度

包含体外细胞实验、多种小鼠肿瘤模型、条件性基因敲除、单细胞RNA测序及人类样本分析,并进行功能验证(转移、免疫监视)和机制验证(线粒体呼吸)。

主要模型

B16-OVA-VEGFC黑色素瘤细胞系 YUMMER1.7和YUMM1.7黑色素瘤细胞系 人真皮淋巴管内皮细胞(HDLEC) Ifnγr1iProx1和UqcrqiProx1条件性基因敲除小鼠

重点核对

B16-OVA-VEGFC和YUMMER1.7肿瘤细胞皮内注射剂量为500K Ifnγr1或Uqcrq在淋巴管内皮细胞中的条件性敲除(Prox1:CreERT2) IFNγ中和抗体(XMG1.2)或重组IFNγ的给药方式、剂量和频率 肿瘤引流淋巴结转移的检测(色素或SOX10染色) 线粒体复合物III的活性或表达(如Uqcrq敲除、myxothiazol处理)

摘要

淋巴管激活抗肿瘤免疫监视并支持转移。是否存在调节免疫和转移的不同淋巴管表型仍不清楚。在此,我们揭示细胞毒性免疫使淋巴管功能正常化,并使免疫和转移潜力解耦。我们证明瘤内淋巴管密度与细胞毒性免疫呈负相关,且IFNγ重编程瘤内淋巴管状态。淋巴管内皮细胞中Ifngr1的缺失扩大了瘤内淋巴管网络,并驱动了一种促进淋巴结转移但不影响树突状细胞迁移或免疫检查点阻断反应的尖端样(tip-like)状态的出现。机制上,IFNγ通过抑制线粒体呼吸来抑制增殖和细胞状态程序。淋巴管特异性抑制线粒体复合物III可抑制瘤内尖端样状态,阻断转移,并增强对免疫检查点阻断的反应。我们的数据揭示,IFNγ诱导肿瘤相关淋巴管的代谢和表型转换,从而阻断区域转移并增强免疫监视。

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
肿瘤相关淋巴管的不同状态如何影响免疫监视和转移,以及IFNγ在此过程中的作用是什么?
核心机制
IFNγ通过抑制淋巴管内皮细胞的线粒体呼吸(氧化磷酸化),限制其增殖和未成熟尖端样状态的扩增,从而维持成熟的淋巴管内皮状态,抑制瘤内淋巴管生成和淋巴结转移,并促进免疫监视。
主要证据
通过单细胞RNA测序鉴定出瘤内LEC亚群,其中在Ifnγr1缺失时扩增的尖端样集群(cluster 0)高表达DLL4等尖端细胞标志物;体内外实验显示IFNγ降低线粒体ROS和耗氧率(OCR);条件性敲除Uqcrq(复合物III亚基)可抑制瘤内淋巴管生成、减少淋巴结转移并增强抗PD-L1反应。
研究意义
作者提出淋巴管正常化(lymphatic vessel normalization)作为治疗策略,通过靶向瘤内淋巴管的代谢需求(如OXPHOS)来预防转移并增强免疫监视。

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

建立肿瘤模型并分析淋巴管状态

比较不同免疫微环境中瘤内淋巴管密度和状态。

使用四种肿瘤模型(YUMM1.7、YUMMER1.7、NNK诱导的肺腺癌、Tyr::Cre;BrafCA/+;Ptenfl/lf黑色素瘤),通过免疫荧光和流式细胞术检测淋巴管密度和LEC增殖。

2

验证IFNγ对淋巴管生成的影响

确定IFNγ是否直接抑制瘤内淋巴管生成。

在B16-OVA-VEGFC肿瘤模型中,通过中和IFNγ或使用Rag1−/−小鼠,并给予重组IFNγ,检测LEC增殖(BrdU掺入)和凋亡(cleaved caspase-3)。

3

单细胞RNA测序分析LEC状态

表征IFNγ信号缺失时瘤内LEC的转录状态变化。

从Ifnγr1iProx1和Ifnγr1WT小鼠的B16-OVA-VEGFC肿瘤中分选CD45−CD31+内皮细胞进行单细胞RNA测序,并进行聚类、伪时间分析和轨迹推断。

4

体外验证IFNγ对LEC增殖和状态的影响

确认IFNγ对LEC的直接作用。

用IFNγ处理人真皮淋巴管内皮细胞(HDLEC),检测增殖、细胞周期、基因表达(PROX1、FLT4、DLL4等)和线粒体功能(MitoSOX、Seahorse)。

5

评估淋巴管状态对转移和免疫监视的功能影响

探究瘤内淋巴管扩张对淋巴结转移和DC迁移的作用。

在Ifnγr1iProx1和Ifnγr1WT小鼠中植入B16-OVA-VEGFC肿瘤,通过FITC涂布和Evans blue注射检测DC迁移和液体运输,并评估淋巴结转移和免疫治疗反应。

6

验证线粒体OXPHOS对瘤内淋巴管的作用

确定OXPHOS是否为瘤内淋巴管生成所必需,并测试靶向OXPHOS是否能抑制转移。

通过条件性敲除Uqcrq(复合物III亚基)或使用myxothiazol处理,检测瘤内淋巴管密度、DLL4表达、淋巴结转移和对免疫治疗的反应。

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培养基CytivaSH30243.FS
F-12培养基Thermo Scientific11765054
L-谷氨酰胺Thermo Scientific11765054
非必需氨基酸Sigma-AldrichM7145
胎牛血清R&D SystemsS11150
青霉素-链霉素Lonza BioWhittakerBW17602E
人重组IFNγPeproTech300-02
内皮细胞生长培养基MVPromoCell Inc.C-2202
Lipofectamine 3000转染试剂Advanced Tech Group IncL3000015
AOX-RFP----
EV-RFP----
pMD2.GAddgene12259
psPAX2Addgene12260
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子R&D Systems415-ML-010
白细胞介素-4Biolegend574304
人DLL4-FcAcro BiosystemsDL4-H5254
鼠DLL4-FcR&D Systems10089-D4-050
IgG-FcSino Biological10702-HNAH-100
CCL21R&D Systems457-6C
RNeasy mini试剂盒Qiagen74104
高容量cDNA逆转录试剂盒Thermo Fisher Scientific4368814
PowerUp SYBR Green预混液Thermo Fisher ScientificA25741
Click-iT™ Plus EdU Alexa Fluor™ 488流式细胞术分析试剂盒Thermo ScientificC10632
鼠重组IFNγPeproTech315-05
IFNγ中和抗体BioXCellBE0055
IgG对照BioXCellBE0088
抗PD-L1抗体BioXCellBE0101
抗CTLA-4抗体BioXCellBE0131
他莫昔芬Sigma-AldrichT5648-1G
溴脱氧尿苷Fisher ScientificH2726006
MyxothiazolSigma-AldrichT5580-5MG
异硫氰酸荧光素Sigma-AldrichF4274
伊文思蓝Sigma-AldrichE2129
甲酰胺溶液Sigma-AldrichF9037
胶原酶IVInvitrogen17104019
脱氧核糖核酸酶ISigma-Aldrich04536282001
Ghost Dye Red 780Tonbo Biosciences13-0865-T500
True-Nuclear™转录因子缓冲液套装Biolegend424401
SlowFade Gold抗淬灭封片剂(含DAPI)InvitrogenS36936
MitoSOX Red试剂Thermo ScientificM36008
RIPA裂解缓冲液Thermo Scientific89900
总OXPHOS抗体混合物Abcamab110411
β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology4967S
Seahorse XF DMEM培养基Agilent Technologies103575-100
葡萄糖Agilent Technologies103577-100
谷氨酰胺Agilent Technologies103579-100
寡霉素Cayman Chemical Company11342
FCCPCayman Chemical Company15218
抗霉素/鱼藤酮Sigma AldrichA8674
Chromium Next GEM单细胞3'试剂盒v3.110x GenomicsPN-1000121
NovaSeq 6000测序系统Illumina20012850
NNK(烟草致癌物)Toronto Research ChemicalsM325750

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
肿瘤模型建立
细胞系、细胞数量、植入途径、小鼠品系和年龄
阅读提示:STAR Methods, Tumor studies 和 Cell lines
IFNγ处理
IFNγ剂量、给药途径、频率、持续时间
阅读提示:STAR Methods, Tumor studies 和 In vitro cell culture
基因敲除
Cre品系、floxed等位基因、他莫昔芬诱导方案
阅读提示:STAR Methods, Mice 和 Tumor studies
淋巴管密度和状态分析
抗体(LYVE1、DLL4等)、固定和染色方案
阅读提示:STAR Methods, Immunofluorescence and immunohistochemical staining
淋巴结转移检测
肿瘤引流淋巴结的取材时间、色素定量方法或SOX10染色
阅读提示:STAR Methods, Tumor studies 和 Immunofluorescence and immunohistochemical staining