头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)是全球恶性肿瘤死亡率第六位的肿瘤,HPV感染是其中的一个重要的危险因素,约80%患者病灶HPV+,且HPV+者有更好的预后和对治疗的反应。这些差异是由于HPVE6/7蛋白的表达激活CD8细胞的免疫反应。目前进展期的HNSCC通常是手术联合放疗/化疗或西妥昔单抗,称为联合调节治疗(CMT),但是肿瘤细胞和肿瘤免疫微环境(TME)通常会对这种治疗产生抗性。濒临死亡的细胞如线粒体DNA会被天然免疫受体如TLR9识别,肿瘤相关的髓样细胞中stat3可以调节TLR9从而改变炎症反应。作者先前的研究表明,TLR9促进MyD88/NF-κB依赖的IL-6的释放,从而促进stat3信号及放疗后的复发,且stat3对CMT治疗有抑制作用。因此本篇文章作者着眼于stat3和TLR9对HNSCC的作用。
首先作者研究CMT治疗对肿瘤免疫微环境的影响,他们收集了15例淋巴结穿刺组织,发现治疗两周后一些免疫标志如CD,CD8,CD15都升高,CD+肿瘤相关的巨噬细胞(TAM)明显聚集,stat3表达升高,这些表明在治疗早期TAM和stat3等一些耐受基因的表达,可能会阻碍进一步的治疗效果。
接着作者用NanoStringassay(类似于组学)对这些组织的基因表达进行检测,发现治疗两周后免疫相关基因的表达整体上是上调的,且巨噬细胞的浸润增多,中性粒细胞和肿瘤浸润淋巴细胞未见明显变化,而且TAM的标记CD和CD以及M2相关的细胞因子IL4/IL5/TGFB1增多。同时stat3调节的基因AGR1/LIF/PDL1/IL6的表达也增多,说明stat3被激活了。但是一些免疫检查点的调节基因比如CTLA4/PD1/IDO/LAG3表达未见明显变化。这些结果说明了治疗后免疫耐受巨噬细胞相关的基因表达增多。
作者接下来的实验想验证stat3抑制加上TLR9的激活可以刺激T细胞的活性从而抑制HNSCC的增殖。首先在多形核髓系来源的巨噬细胞(PMN-MDSCs)构建stat3反义寡核苷酸(ASO)的阳性表达TLR9(CpG-STAT3ASO)的细胞,并建立了CpG寡核苷酸(CpG-scrON)和STAT3ASO的对照,在体外证明了虽然CpG-scrON和STAT3ASO会促进T细胞的增殖,但是他们的联合作用即CpG-STAT3ASO明显激活了T细胞。
注:CpG寡核苷酸可通过TLR9信号通路有效引发哺乳动物免疫反应
接下来作者在体内研究上述作用。构建了异种移植的HNSCC小鼠模型,然后在肿瘤内注射CpG-STAT3ASO,CpG-scrON和STAT3ASO,只有CpG-STAT3ASO抑制了肿瘤的生长,这个作用是免疫相关的,因为在免疫缺陷的小鼠中观察不到这一现象。而且CpG-STAT3ASO组中成熟的树突细胞和巨噬细胞浸润增多,CD8+/Treg比值增大。并且当放疗(RT)联合CpG-STAT3ASO时,长效抑制肿瘤的作用明显增强,并且对HPV浸润或非浸润的肿瘤的生长都有抑制作用。
接下来,作者发现当RT联合CpG-STAT3ASO治疗时,巨噬细胞的M2(CD11b+F4/80+Gr1–CD+)标记下调,而向M1极化。最后证明了联合治疗激活了CD8细胞,增加了CD8/Tregs比值,而敲除了CD8,肿瘤的增殖加快,说明了联合治疗通过CD8起到对HNSCC的杀伤作用。
本篇文章是今年一月份发表的文章,思路比较简单,先从肿瘤组织入手,分析了治疗前后的差异表达基因,证明了stat3确实在短期治疗后增多,而stat3是一个已知的耐受基因,TLR9是一个在肿瘤中促进炎症反应的基因,因此作者猜测TLR9的激活加上stat3的抑制可以抑制肿瘤细胞对治疗的抵抗作用,并在体内和体外实验炎症了自己的猜想。紧靠肿瘤免疫的热点,论证充分,因此呈现了一个较好的结果。
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