靶向TREM2+和TIMD4+巨噬细胞重编程肿瘤微环境并增强PD-1阻断在肝内胆管癌中的疗效

Targeting TREM2+ and TIMD4+ Macrophages Reprograms the Tumor Microenvironment and Enhances PD-1 Blockade Efficacy in Intrahepatic Cholangiocarcinoma

作者信息Yao Li, Hongwen Liu, Lei Xu, Lili Huang, Hui Xue, Tao Lu, Yuxuan Lin, Liangrui Chen, Jianwei Liu, Shilei Bai, Yong Xia, Lei Wang, Hui Dong, Feng Shen, Kui Wang
PMID42856794
发布时间2026-10-09
DOI10.34133/cancomm.0056

实验完整度

高

整合scRNA-seq、空间转录组、流式、mIF、体外共培养及两种Trem2−/−小鼠ICC模型,含功能与机制验证

主要模型

16例ICC患者肿瘤及配对癌旁/边界组织(scRNA-seq等) Kras-P19诱导ICC小鼠模型 Yap-Akt诱导ICC小鼠模型 Trem2−/− C57BL/6J小鼠ICC模型

重点核对

单细胞RNA测序:16例ICC患者肿瘤与癌旁组织,另整合GSE138709 8例,共24例 空间转录组测序:ICC组织边界区域TREM2+巨噬细胞富集及与POSTN+ CAF共定位 Trem2−/−小鼠:Kras-P19和Yap-Akt诱导ICC,比较肿瘤负荷和生存 巨噬细胞特异性Trem2沉默:AAV8-F4/80Cre-sh-Trem2,比较肿瘤进展 治疗实验:抗Trem2、抗Timd4、抗Pd-1抗体每3天腹腔注射,共6次

摘要

背景:肝内胆管癌(ICC)是第二常见的原发性肝癌。巨噬细胞是肿瘤微环境(TME)的重要组成部分。表达于髓系细胞上的触发受体2阳性(TREM2+)巨噬细胞近来在多种癌症中被发现是强效的促肿瘤进展因素。然而,ICC中巨噬细胞尤其是TREM2+巨噬细胞的异质性和促肿瘤机制仍未得到系统探索。因此,本研究旨在系统阐明ICC中巨噬细胞的异质性,并特别关注TREM2+巨噬细胞的促肿瘤作用。方法:我们收集了16例ICC患者的肿瘤组织、癌旁非肿瘤组织和肿瘤邻近边界组织。对这些样本进行单细胞RNA测序和空间转录组测序,随后进行综合分析。研究结果进一步通过流式细胞术、免疫组织化学、多重免疫荧光和体外细胞实验进行验证。此外,我们使用基因工程(Trem2−/−)小鼠建立ICC模型作为验证队列,以证实来自人类样本的发现。结果:巨噬细胞是ICC的重要预后因素,具有功能异质性。肿瘤组织中的TREM2+巨噬细胞通过耗竭CD8+ T细胞和诱导调节性T细胞产生来促进免疫抑制。在肿瘤边界区域,TREM2+巨噬细胞通过尿激酶型纤溶酶原激活物–尿激酶型纤溶酶原激活物受体轴增强ICC侵袭,并诱导肝星状细胞转化为肌成纤维细胞性癌相关成纤维细胞,形成物理免疫屏障,阻碍CD8+ T细胞浸润肿瘤组织。癌旁组织中的TIMD4+巨噬细胞也抑制CD8+ T细胞功能。将抗Trem2和抗Timd4与抗Pd-1抗体联合使用显著改善了ICC小鼠的治疗效果。结论:TREM2+和TIMD4+巨噬细胞是ICC免疫抑制性TME的关键调节因子。靶向Trem2和Timd4可增强ICC小鼠模型中抗Pd-1治疗的疗效。

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
ICC中巨噬细胞尤其TREM2+巨噬细胞的异质性、空间分布及其促肿瘤和免疫抑制机制是什么,靶向这些巨噬细胞能否增强PD-1阻断疗效?
核心机制
TREM2+巨噬细胞通过PLAU–PLAUR轴促进ICC侵袭,并诱导HSC转化为POSTN+ myCAF形成免疫屏障阻碍CD8+ T细胞浸润;同时通过TNFSF13B促进Treg诱导和活化,并驱动CD8+ T细胞耗竭。TIMD4+巨噬细胞在癌周区域也抑制CD8+ T细胞功能。
主要证据
scRNA-seq和空间转录组显示TREM2+巨噬细胞富集于肿瘤和边界,与POSTN+ CAF共定位并形成CD8+ T细胞排斥屏障;体外共培养显示TREM2+巨噬细胞促进肿瘤侵袭、Treg分化和CD8+ T细胞耗竭;Trem2−/−小鼠和巨噬细胞特异性Trem2沉默均延缓肿瘤进展;抗Trem2联合抗Pd-1显著降低肿瘤负荷并延长生存。
研究意义
TREM2+和TIMD4+巨噬细胞是ICC免疫抑制微环境的关键调节因子,靶向Trem2可增强抗Pd-1治疗疗效,为ICC提供了潜在的巨噬细胞靶向治疗策略。

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

ICC患者样本采集与多组学图谱构建

系统描绘ICC肿瘤、癌旁和边界区域巨噬细胞的异质性和空间分布

收集16例ICC患者肿瘤、癌旁和边界组织,进行scRNA-seq和空间转录组测序,并整合公共数据集GSE138709;同时进行流式、IHC和mIF验证。

2

巨噬细胞亚群鉴定与跨物种保守性分析

鉴定ICC中巨噬细胞亚群并验证其在小鼠模型中的保守性

通过scRNA-seq聚类鉴定7个巨噬细胞亚群,包括TREM2+、TIMD4+等;在小鼠Yap-Akt和Kras-P19诱导ICC模型中分析对应亚群,并通过相似性分析评估跨物种保守性。

3

TREM2+巨噬细胞促肿瘤和免疫抑制功能验证

验证TREM2+巨噬细胞对ICC进展、CD8+ T细胞耗竭和Treg分化的影响

通过Trem2−/−小鼠、AAV8-F4/80Cre-sh-Trem2巨噬细胞特异性沉默、体外共培养和流式细胞术,评估肿瘤负荷、生存、CD8+ T细胞耗竭和Treg比例。

4

TREM2+巨噬细胞通过PLAU–PLAUR轴促进侵袭的验证

验证TREM2+巨噬细胞通过PLAU–PLAUR轴直接增强ICC细胞侵袭和迁移

ELISA检测PLAU水平,Western blot筛选高表达PLAUR的ICC细胞系,共培养实验和IPR-803抑制实验,以及AAV8介导的Plaur沉默和IPR-803体内给药。

5

TREM2+巨噬细胞促进POSTN+ myCAF形成及免疫屏障的验证

验证TREM2+巨噬细胞诱导HSC向POSTN+ myCAF转化并形成限制CD8+ T细胞浸润的物理屏障

分析Trem2−/−小鼠成纤维细胞转录组,共培养LX-2 HSC与Trem2+或Trem2−巨噬细胞,mIF检测CD8+ T细胞浸润,并使用FAP靶向pirfenidone纳米粒诱导myCAF静默。

6

靶向Trem2和Timd4联合抗Pd-1治疗评估

评估抗Trem2、抗Timd4单药及联合抗Pd-1在ICC小鼠模型中的疗效和安全性

在Kras-P19和Yap-Akt诱导ICC小鼠中,每3天腹腔注射抗体,共6次,评估肿瘤负荷、免疫细胞组成和生存,并进行安全性检测。

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
RPMI-1640培养基univ-bioabs9484
DMEM培养基univ-bioabs9483
胎牛血清CytivaSH30088.03HI
青霉素-链霉素univ-bioabs9244
IV型胶原酶univ-bioabs082456
II型胶原酶univ-bioabs082505
DNA酶ISolarbioD8071
透明质酸酶univ-bioabs42225221
红细胞裂解液SolarbioR1010
流式染色缓冲液univ-bioFC001
Fc受体阻断剂univ-bio88280S
活性染料BD Biosciences564406
EDTA缓冲液univ-bio15575020
4′,6-二脒基-2-苯基吲哚univ-biosc-3598
抗荧光淬灭封片剂univ-bioabs090692
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012
PVDF膜BeyotimeFFP101
Western无蛋白快速封闭液BeyotimeP0213
基质胶BeyotimeC0372
结晶紫BeyotimeC0121
pT3-EF1α-HA-myr-Akt质粒Addgene31789
pT3-EF1α-YAPS127A质粒Addgene46049
Sleeping Beauty转座酶100Addgene34879
抗Csf1r抗体BioXcellBE0273
抗Pd-1抗体BioXcellBE0213
抗Trem2抗体BioXcellBE0447
抗Timd4抗体BioXcellBE0171
吡非尼酮MedchemexpressHY-B0673
Mal-DSPE-PEG2000MedchemexpressHY-140739
胆固醇BeyotimeST1155

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
患者样本采集与区域定义
肿瘤组织取肿瘤边界内>0.5 cm,边界组织取肿瘤-非肿瘤界面约等比例,癌旁组织取距肿瘤边界>1 cm且避开超声刀热损伤区域;所有患者术前未接受抗癌治疗
阅读提示:Materials and Methods中Human subjects小节及Table S1
单细胞RNA测序
16例ICC患者新鲜手术标本;整合GSE138709 8例;质控标准:线粒体基因<10%,500<nCount<8000,nFeature>300;最终保留264,155细胞用于下游分析
阅读提示:Materials and Methods中Single-cell suspension preparation and single-cell library preparation and sequencing及scRNA-seq data quality control小节
Trem2−/−小鼠ICC模型
Trem2-KO小鼠品系NM-KO-190402,5-6周龄,19-20 g;Kras-P19模型通过 hydrodynamic tail vein injection 注射pCaggs-KRASG12D 20 μg、pX330-sg-p19 15 μg、SB100 3 μg;Yap-Akt模型注射pT3-EF1α-HA-myr-Akt 15 μg、pT3-EF1α-YAPS127A 30 μg、SB100 2 μg
阅读提示:Materials and Methods中ICC mice model construction小节
抗体治疗实验
抗Csf1r 200 μg/次,抗Pd-1 150 μg/次,抗Trem2 200 μg/次,抗Timd4 200 μg/次,isotype 150 μg/次;每3天腹腔注射200 μl,共6次;Kras-P19模型第20天开始,Yap-Akt模型第8天开始
阅读提示:Materials and Methods中ICC mouse treatment and survival analysis小节及Fig. 9J
共培养与Treg分化实验
Trem2+或Trem2−巨噬细胞与naive Cd4+ T细胞共培养;有/无TGF-β(5 ng/ml)和IL-2(100 U/ml)条件;共培养2天或9天;流式检测Foxp3+ Treg比例
阅读提示:Materials and Methods中Coculture system小节及Fig. 8B和8C图注