肿瘤间质通过SEMA3C介导的免疫抑制性肿瘤微环境导致非小细胞肺癌免疫治疗耐药

Tumor-stroma contributes to immunotherapeutic resistance in non-small cell lung cancer via SEMA3C-mediated immunosuppressive tumor microenvironment.

作者信息Huanyan Zhang, Hongxin Lin, Jian Wang, Di Wu, Qian Wang, Jie Mei, Qing Li, Yichao Zhu, Yun Cai
PMID41558146
发布时间2026-03
DOI10.1016/j.tranon.2026.102679

实验完整度

包含TCGA及免疫治疗队列的转录组和单细胞分析,并结合CAFs及肿瘤细胞共培养、T细胞功能检测(增殖、凋亡、PD-1)和体内Lewis肺癌模型的干预实验,涵盖多层级验证。

主要模型

非小细胞肺癌患者组织样本(TCGA-NSCLC队列) 原代肺癌相关成纤维细胞(CAFs) NSCLC细胞系(A549、NCI-H1299) Lewis肺癌小鼠模型

重点核对

TSP评估使用H&E染色,以50%作为截断值区分高/低TSP SEMA3C敲低使用siRNA-2,通过Western blot验证敲低效率 肿瘤细胞迁移/侵袭实验使用8-μm孔径Transwell,共培养24小时 T细胞与CAFs共培养比例为5:1,持续48小时,检测PD-1、IFN-γ等 动物实验:Lewis细胞(1×10⁷)皮下注射,SEMA3C靶向siRNA(200 μg)腹腔注射,每周三次

摘要

背景:肿瘤间质比例(TSP)是影响非小细胞肺癌(NSCLC)临床结局的关键因素。然而,驱动TSP相关侵袭性及其对免疫检查点阻断(ICB)耐药贡献的潜在分子机制仍知之甚少。方法:利用TCGA-NSCLC队列的H&E染色数据,将患者分为TSP高和低两组。采用转录组分析和单细胞RNA测序(scRNA-seq)来识别TSP特征。进行功能验证以研究SEMA3C在癌症相关成纤维细胞(CAFs)中的作用及其对肿瘤细胞和T细胞的影响。结果:TSP高状态独立预测较差的总生存期(OS),并与ICB耐药相关。转录组分析确定了七个富集于基质成纤维细胞的TSP相关基因。在这些特征中,SEMA3C被确定为与NSCLC免疫抑制性肿瘤微环境(TME)和ICB耐药相关的关键TSP生物标志物。功能上,CAFs中SEMA3C敲低抑制了其迁移能力和胶原蛋白产生。共培养实验表明,与SEMA3C敲低CAFs相比,对照CAFs显著增强了肿瘤细胞迁移和侵袭,同时抑制了CD8⁺T细胞的活化和增殖。引人注目的是,体内靶向SEMA3C抑制了肿瘤生长。结论:TSP作为NSCLC的独立预后生物标志物和ICB耐药预测因子。SEMA3C被确定为该轴中的关键介质,促进肿瘤恶性程度并营造以基质重塑和排斥抗肿瘤免疫力为特征的免疫抑制性TME。本研究确立了TSP作为临床相关的分层工具,并揭示了基质-免疫串扰。

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
肿瘤间质比例(TSP)是否影响非小细胞肺癌(NSCLC)的预后和免疫检查点阻断(ICB)耐药,其潜在分子机制是什么?
核心机制
SEMA3C由癌症相关成纤维细胞(CAFs)分泌,通过激活CAFs和促进胶原沉积,增强肿瘤细胞迁移和侵袭,同时通过上调PD-1和NRP1、诱导T细胞凋亡和抑制IFN-γ分泌导致T细胞耗竭,从而形成免疫抑制性肿瘤微环境(TME),介导ICB耐药。
主要证据
基于TCGA-NSCLC队列的转录组和H&E数据分析、scRNA-seq、CAFs与肿瘤细胞共培养实验、T细胞功能检测(CCK-8、流式凋亡、ELISA),以及Lewis肺癌小鼠模型中的SEMA3C靶向干预实验。
研究意义
研究将TSP确立为可临床应用的预后和免疫治疗反应分层工具,并揭示SEMA3C作为关键节点,为联合靶向基质和免疫的联合治疗策略提供理论依据。

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

TSP分层与临床关联分析

评估TSP高低与NSCLC患者预后及免疫治疗反应的关系。

利用TCGA-NSCLC队列的H&E染色切片,由1名临床医生和1名病理学家以50%为截断值将患者分为TSP高和低组,并进行生存分析和多因素Cox回归。

2

TSP特征基因鉴定

识别TSP相关的分子特征,并验证其与基质和免疫抑制的相关性。

整合TCGA-NSCLC的转录组、scRNA-seq(GSE131907、GSE153935)和CCLE数据,通过差异表达、生存分析和成纤维细胞特异性筛选,鉴定出7个TSP特征基因,并构建TSP评分。

3

SEMA3C功能验证(体外)

验证SEMA3C在CAFs活化、肿瘤细胞侵袭迁移和T细胞功能中的作用。

使用siRNA敲低CAFs中的SEMA3C,检测CAFs迁移和COL1A1表达;将肿瘤细胞与对照或SEMA3C敲低CAFs共培养,评估迁移和侵袭;将T细胞与CAFs共培养,检测增殖、凋亡、PD-1、NRP1和IFN-γ。

4

SEMA3C靶向治疗(体内)

评估靶向SEMA3C对肿瘤生长和T细胞功能的影响。

在Lewis肺癌小鼠模型中,通过腹腔注射SEMA3C靶向siRNA,监测肿瘤生长,并检测外周血中PD-1、IFN-γ和GZMB的水平。

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
Think color染色试剂盒FreeThinkingFH34020R
抗SEMA3C抗体AbclonalA15386
抗CD8抗体CST85336
抗COL1A1抗体CST72026
原代细胞培养基YuchiCX0013
Jurkat细胞系The Cell Bank of the Chinese Academy of SciencesSCSP-513
A549细胞系KeyGENKGG3215-1
NCI-H1299细胞系KeyGENKGG3216-1
RPMI-1640培养基----
F12K培养基----
胎牛血清----
8微米孔径Transwell小室Corning--
ImmunoCult人CD3/CD28 T细胞激活剂STEMCELL Technologies10971
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒KeyGENKGA1102
人SEMA3C ELISA试剂盒ELK BiotechnologyELK6161
人IFN-γ ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0108
小鼠PD-1 ELISA试剂盒MultiSciences (LIANKE) BiotechEK2271
小鼠IFN-γ ELISA试剂盒MultiSciences (LIANKE) BiotechEK280
小鼠GZMB ELISA试剂盒MultiSciences (LIANKE) BiotechEK2173
抗SEMA3C抗体AfantibodyAF03399
抗COL1A1抗体AbclonalA24112
抗GAPDH抗体ProteinTech60004-1-Ig
HALO软件Indica Labs--
C57BL/6小鼠Shanghai SLAC Laboratory Animal Co., Ltd.--
靶向SEMA3C的siRNAKeyGEN--

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
TSP评估
H&E染色切片评估人员(1名临床医生和1名病理学家),TSP截断值50%,排除坏死、黏液、空泡和大的炎症区域
阅读提示:方法部分“Tumor-stroma proportion”及图2图注
CAFs分离培养
原代CAFs来源于可切除的II-III期NSCLC组织,使用原代细胞培养基(Yuchi,CX0013),获得患者书面知情同意及伦理批准
阅读提示:方法部分“Cell lines and cell culture”
SEMA3C敲低
siRNA-2序列(文中未提供具体序列)、转染条件(方法未详述)、敲低效率验证(Western blot)
阅读提示:方法部分“Cell lines and cell culture”及图5H
共培养实验
肿瘤细胞迁移/侵袭实验:肿瘤细胞5×10⁴/chamber,CAFs种植于下室,DMEM含10% FBS,共培养24小时;T细胞共培养:效应:靶=5:1,时间48小时
阅读提示:方法部分“In vitro assays for cellular functions”及图6E、图8A
动物实验
C57BL/6小鼠(5-6周龄),Lewis细胞1×10⁷皮下注射,肿瘤体积约100 mm³时分组(每组5只),SEMA3C-siRNA 200 μg腹腔注射,每周三次
阅读提示:方法部分“Animal models”及图9A