ANXA1-FPRs信号介导的MDSCs空间异质性驱动口腔鳞状细胞癌进展中的免疫抑制

Spatial heterogeneity of MDSCs mediated by ANXA1-FPRs signaling drives immune suppression in OSCC progression.

作者信息Fengtian Li, Yunwei Han, Farong Ou, Liyuan Deng, Hui Li, Xi Yu, Yong Yi, Ruidong Ma, Zhiqiang Wu, Zhen You, Hu Chen
PMID41851114
发布时间2026-03-18
DOI10.1038/s41467-026-70861-x

实验完整度

高

单细胞和空间转录组、mIHC、患者组织、自发和移植小鼠模型,含功能验证和机制验证

主要模型

OSCC患者组织(早期I-II期和晚期III-IV期) SCC7同种异体移植C3H/HeJ小鼠模型 Tgfbr1f/f; Ptenf/f; K14-CreERT2自发OSCC小鼠模型

重点核对

单细胞转录组:早期7例、晚期9例OSCC患者样本,质控标准为线粒体RNA<10%且检测基因数<2500 空间转录组:早期3例、晚期3例OSCC样本,RCTD反卷积和邻域分析定义肿瘤细胞富集区域(R2)和贫乏区域(R1) mIHC验证:抗PanCK、CD11b、CD8、ANXA1、FPR1、FPR2抗体染色,比较早期和晚期OSCC中MDSCs空间分布 小鼠治疗实验:SCC7细胞皮下接种C3H/HeJ小鼠,肿瘤体积达50 mm3后随机分组,IgG(10 μg/次)或anti-PD-1(200 μg/次)腹腔注射,WRW4(10 μg/次)或生理盐水,每2天一次共6次 生存分析:肿瘤体积超过800 mm3判定死亡,Log-rank检验比较组间生存

摘要

口腔鳞状细胞癌(OSCC)免疫治疗疗效有限是由免疫抑制性肿瘤微环境驱动的,但瘤内空间异质性在免疫应答中的作用仍不清楚。在此,我们采用单细胞和空间转录组学解析OSCC的细胞组成和空间组织。我们发现CD8+ T细胞在晚期OSCC中空间定位但功能受抑制,而髓源性抑制细胞(MDSCs)从早期OSCC的肿瘤核心浸润转变为晚期与CD8+ T细胞一起的边缘定位。ANXA1-FPR2信号介导肿瘤-MDSCs通讯,维持MDSCs募集和免疫抑制。使用拮抗剂破坏ANXA1-FPR2可增强OSCC小鼠模型中免疫检查点阻断治疗的疗效。这些发现揭示了MDSCs的空间动态作为免疫抑制和治疗耐药的关键调节因子,为改善OSCC免疫治疗结果提供了有希望的靶点。

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
OSCC进展过程中肿瘤微环境的空间异质性如何影响免疫抑制,以及MDSCs的空间动态变化及其分子机制是什么。
核心机制
肿瘤细胞表达的ANXA1与MDSCs上的FPR1/2结合介导细胞通讯,早期通过ANXA1-FPR1招募MDSCs至肿瘤核心;晚期ANXA1表达下降,FPR2+ MDSCs代偿性增加并重分布至肿瘤边缘,增强对CD8+ T细胞的抑制。
主要证据
单细胞和空间转录组显示MDSCs从早期肿瘤核心向晚期边缘重分布;mIHC验证MDSCs与肿瘤细胞重叠减少与不良预后相关;FPR2拮抗剂WRW4联合anti-PD-1显著抑制小鼠肿瘤生长并延长生存。
研究意义
揭示MDSCs空间动态是免疫抑制和治疗耐药的关键调节因素,靶向ANXA1-FPR2轴可能改善OSCC免疫检查点阻断治疗疗效。

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

单细胞转录组解析OSCC免疫微环境

明确早期和晚期OSCC的细胞组成及免疫抑制特征

对早期(I-II期,n=7)和晚期(III-IV期,n=9)OSCC患者新鲜组织进行单细胞RNA测序,质控后UMAP聚类鉴定10个细胞亚群,GSVA分析TCR信号和免疫抑制信号。

2

细胞通讯分析揭示ANXA1-FPRs配体受体对动态变化

探究上皮肿瘤细胞与髓系细胞间的通讯机制及随分期的变化

使用CellPhoneDB分析上皮细胞与髓系细胞的相互作用,重点分析ANXA1-FPR1/2/3配对,并结合髓系细胞亚群(MDSCs和TAM)的FPR1/2/3表达。

3

空间转录组解析MDSCs空间分布

在空间层面验证MDSCs在早期和晚期OSCC中的定位差异

对早期(n=3)和晚期(n=3)OSCC组织进行空间转录组测序,RCTD反卷积和邻域分析(intra/inter/distal spots)量化各细胞类型空间分布。

4

mIHC和免疫荧光验证MDSCs空间分布及临床相关性

在蛋白水平验证MDSCs在早期和晚期OSCC中的空间分布差异及其与预后的关系

对OSCC患者组织和自发小鼠模型进行mIHC/IF染色(PanCK、CD11b、CD8、ANXA1、FPR1、FPR2),量化MDSCs与肿瘤细胞区域重叠比例,并结合组织芯片生存分析。

5

FPR2拮抗剂联合anti-PD-1治疗小鼠OSCC模型

验证阻断ANXA1-FPR2信号能否增强免疫检查点阻断疗效

SCC7细胞皮下接种C3H/HeJ小鼠,肿瘤体积达50 mm3后随机分为四组:IgG+溶剂、IgG+WRW4、anti-PD-1+溶剂、anti-PD-1+WRW4,监测肿瘤生长和生存,终点进行mIHC分析MDSCs和CD8+ T细胞浸润。

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
组织保存液Miltenyi Biotec130-100-008
DMEM培养基Gibco11965092
牛血清白蛋白Gibco30066575
II型胶原酶Gibco17101015
DNase IAppliChemA3778
胰蛋白酶Gibco2062476
红细胞裂解液Miltenyi Biotec130-094-183
MobiCube高通量单细胞3'转录组试剂盒V2.1--PN-S050200301
MobiNova-100微流控平台----
Visium CytAssist FFPE空间基因表达试剂盒10× GenomicsPN-1000520
兔抗泛角蛋白抗体Proteintech26411-1-AP
兔抗CD8抗体Abcamab316778
兔抗CD11b抗体Abcamab133357
抗ANXA1抗体Abcamab214486
抗FPR1抗体Abcamab113531
抗FPR2抗体Abcamab203129
Cy3标记酪胺信号放大工作液ServicebioG1223
FITC标记酪胺ServicebioG1231
Cy5标记酪胺ServicebioG1232
DAPIServicebioG1012
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco10099141
青霉素-链霉素Gibco15140122
IgG同型对照SelleckA2123
WRW4(FPR2拮抗剂)SelleckS9818
抗PD-1抗体SelleckA2122

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
单细胞转录组样本和质控
早期OSCC n=7例、晚期OSCC n=9例;线粒体RNA<10%,检测基因数200-2500;Harmony去批次
阅读提示:Methods 'Single-cell RNA-seq and analysis'及Fig. 1a-c图注
空间转录组样本和反卷积
早期OSCC n=3例、晚期OSCC n=3例;RCTD version 1.1.0;肿瘤细胞富集区域(R2)定义为上皮细胞比例大于3/4四分位值
阅读提示:Methods 'Spatial transcriptome analysis'、'Deconvolution of spatial transcriptome data'及Fig. 3b、Fig. 4a图注
mIHC和免疫荧光验证
抗体稀释比例1:200;人组织芯片I期n=22、IV期n=37;自发小鼠模型每组2个生物学重复;mIHC染色顺序和酪胺信号放大
阅读提示:Methods 'Multiplex immunohistochemical (mIHC) assay'及Fig. 5、Fig. 6图注
小鼠同种异体移植瘤治疗实验
C3H/HeJ小鼠6周龄雄性,每组n=5;SCC7细胞1×10^6皮下注射;肿瘤体积达50 mm3后随机分组;anti-PD-1 200 μg/次、WRW4 10 μg/次、IgG 10 μg/次,每2天一次共6次,腹腔注射;肿瘤体积达1500 mm3或第20天安乐死
阅读提示:Methods 'Animal care and mouse models'及Fig. 8a图注
自发OSCC小鼠模型诱导
Tgfbr1f/f; Ptenf/f; K14-CreERT2小鼠(FVB/N背景);3月龄时他莫昔芬200 μL(10 μg/μL溶于玉米油)口腔给药连续5天
阅读提示:Methods 'Animal care and mouse models'及Fig. 5d图注