背景介绍
1.巨噬细胞
巨噬细胞起源于骨髓干细胞，可在巨噬细胞集落刺激因子（Macrophagecolony-stimulatingfactor，M-CSF）作用下转化为单核细胞，分布于血液循环，迁移到组织器官分化成为成熟的巨噬细胞。巨噬细胞可以吞噬外来微生物并递呈抗原，通过合成分泌多种细胞因子参与固有免疫、适应性免疫应答以及维持自身稳态等生理过程，在调控宿主炎症反应变化的过程中扮演重要作用。
2.巨噬细胞极化与炎症性肠病的关系
巨噬细胞具有异质性和多样性，不同微环境中的成分可致其分化为具有多种表型的巨噬细胞，主要包括经典活化的Ｍ1型和选择性活化的Ｍ2型巨噬细胞。Ｍ1型巨噬细胞可以促进Th1型免疫应答，在炎症初期促进炎症反应的发生，对侵入细胞的病原体有杀伤作用，而M2型巨噬细胞的功能主要是促进Th2型免疫应答，参与组织重构、促进机体的抗炎反应、纤维化及肿瘤发生发展等病理过程。炎症性肠病是一种自身免疫疾病，肠道内M1/M2巨噬细胞平衡被打破，多见M1巨噬细胞数量的增加、M2巨噬细胞数量的减少，最终造成肠道黏膜炎症免疫环境改变。因此，诱导巨噬细胞向M2亚型进行转变，可有效改善炎症。
年8月，澳门大学王瑞兵教授、香港中文大学叶德全教授团队在Theranostics杂志发表题为“Ameliorationofulcerativecolitisviainflammatoryregulationbymacrophage-biomimeticnanomedicine”的研究论文，开发了一种巨噬细胞仿生纳米药物通过调节炎症微环境实现溃疡性结肠炎的靶向治疗。
研究思路
溃疡性结肠炎是一种炎症性肠病，具有反复发作和肿瘤转变倾向的特征，为改善现有溃疡性结肠炎治疗药物的靶向性、特异性释放和炎症调控不理想等问题，作者进行了以下设计：
①模型药物：罗格列酮作为一种PPARγ的激动剂，在体内可诱导巨噬细胞极化为M2亚型，改善炎症免疫微环境而发挥治疗作用。
②ROS响应释药：4-苯基硼酸频那醇酯（PBAP）为ROS响应的化合物，与β-环糊精衍生物(β-CD)结构中的活性羟基反应得到Ox-CD，在炎症部位高浓度ROS作用下，苯硼酸酯发生氧化反应，释放出药物。
③炎症靶向：采用巨噬细胞膜包裹纳米粒，基于天然归巢作用实现炎症靶向；同时巨噬细胞膜可吞噬或抑制相关促炎因子，从而缓解炎症发生发展。
④协同调控炎症微环境：药物与Ox-CD、DSPE-PEG、卵磷脂在水中自组装形成纳米粒（RN），采用巨噬细胞膜进一步包覆(RMN)，引导纳米粒富集于炎症部位，并实现ROS响应释药，罗格列酮诱导M2型巨噬细胞、巨噬细胞膜抑制促炎因子的表达，协同调控炎症微环境而发挥治疗作用。
研究设计示意图
研究结果
1.RMN的制备和表征
作者采用动态光散射仪测定NPs粒径和zeta电位，通过透射电镜观察表面形态，以SDS-PAGE考察巨噬细胞膜（MEM）与RMN表面蛋白电泳行为，结果如下：
①RMN粒径为.2nm，相较RN粒径增加约22nm，RMN与MEM的zeta电位相近，且将RMN放入4℃水中7天，其粒径和zeta电位变化差异无统计学意义，说明纳米粒稳定性良好。
②经透射电镜观察RMN呈球状，并可清晰观察到表面包覆的巨噬细胞膜（MEM）。
③经SDS-PAGE图谱观察，MEM与RMN表面蛋白电泳行为相同，表明Ox-CDNPs被巨噬细胞成功包膜。
④通过观察RMN在不同浓度（0，0.1，1mM）H2O2溶液中的释放曲线可知，药物释放速度与H2O2溶液的浓度呈正比，证实了其ROS响应释药机制。
2.RMN对体外巨噬细胞极化的影响
作者选择骨髓来源巨噬细胞（BMDM）为母细胞，以脂多糖（LPS）诱导其分化为M1型、IL-4诱导分化为M2型，分别和不同处方（RLZ,RN,MN,RMN）共同孵育。采用流式细胞术检测CD86(M1型巨噬细胞标记物)、CD(M2型巨噬细胞标记物)的荧光强度，采用qPCR检测相关细胞因子mRNA的表达。结果表明，RMN可最大程度降低CD86、增加CD水平，降低TNF-α,iNOS(与M1型巨噬细胞相关)、增加IL-1Rn，Fizz-1（与M2型巨噬细胞相关）mRNA的表达，说明RMN在体外可诱导巨噬细胞极化为M2型。
RMN对体外CD86\CD\相关细胞因子表达的影响
3.RMN炎症靶向性研究
作者采用荧光染料Cy7.5标记NPs、MNPs,在DSS诱导的结肠炎小鼠体内分别于相应时间点观察肝、心、脾、肺、肾和结肠中的荧光强度，以评价其炎症靶向性。结果表明，游离的荧光染料主要聚集在肝脏中，给药6小时后，MN、N组在结肠中的荧光强度分别为对照组的1.9，1.6倍，说明RMN可有效实现炎症靶向。
Cy7.5,Cy7.5-N和Cy7.5-MN在DSS诱导结肠炎小鼠中组织分布
4.RMN体内药效学研究
采用3%DSS溶液对雄性C57BL/6小鼠进行溃疡性结肠炎造模，分别于第0天、3天和5天给与不同处方的药物（生理盐水,RLZ,RN,MN,RMN），于第7天处死，记录体重变化、结肠长度、脾脏重量，计算疾病活动指数（DAI）和脾脏指数(SI)，评价其炎症治疗效果。结果表明，RMN治疗组小鼠体重几乎没有减轻，与其他治疗组相比，可最大程度降低DAI和SI，表现出最优的治疗效果。
不同制剂对小鼠体重、DAI和SI的影响
此外，作者采用免疫荧光组化法考察RMN在体内对巨噬细胞极化的影响，ELISA法检测血液和结肠组织中细胞因子的水平，并分别用HE、PAS染色进行组织病理形态观察。结果表明，RNM治疗组可分别降低CD86、提高CD的水平，有效降低血液和组织中的促炎细胞因子如TNF-α、IL-6、IL-1β的水平，提高抗炎细胞因子IL-10的表达，并能最大程度的减轻炎症的深度和面积，恢复结肠小窝结构和杯状细胞。综上所述，RMN可有效使炎症组织中的巨噬细胞向M2极化，恢复肠道组织形态，保护体内肠道黏膜。
不同制剂在体内对巨噬细胞极化以及结肠组织形态的影响
结论
本研究基于溃疡性结肠炎的病理特点，设计了巨噬细胞膜包覆的ROS响应释药的仿生纳米递药系统。由于巨噬细胞天然的炎症归巢效应，巨噬细胞膜可携带纳米药物靶向至炎症结肠组织，随后在局部高浓度ROS作用下释放罗格列酮，进而诱导巨噬细胞向M2型极化，同时巨噬细胞膜通过抑制促炎因子的表达，协同调节炎症微环境。此基于免疫治疗的新型仿生纳米递药系统为炎症治疗提供了新思路。
（原文链接：
自然杀伤性T细胞（NKT）是一类被证明在鼠类肿瘤模型中具有潜在抗癌特性的免疫细胞，如今研究人员有望利用NKT细胞开发一种新型免疫疗法来治疗癌症患者。近日，一篇发表在国际杂志NatureMedicine上题为“Anti-GD2CAR-NKTcellsinpatientswithrelapsedorrefractoryneuroblastoma：aninterimanalysis”的研究报告中，来自贝勒医学院等机构的科学家们通过研究利用嵌合抗原受体（CAR）对人类NKT细胞进行遗传修饰，从而就能特异性地识别并攻击神经母细胞瘤（一种儿童癌症），修饰后的NKT就能表达白介素-15（IL-15），其是一种能支持NKT细胞生存的天然蛋白。
这项研究中，研究人员公布了一项正在进行的临床试验的中期结果，结果表明，修饰后的NKT细胞是安全的，其能定植到肿瘤中，在受试的三名患者中，有一名患者机体成功诱导除了对骨转移病灶退化的客观反应。最早的CAR修饰细胞是免疫T细胞，CART细胞被证明能有效治疗白血病和淋巴瘤，然而科学家们在尝试利用CART细胞治疗实体瘤的过程中却遭遇了一些挑战，临床前研究结果表明，NKT细胞能提供一种新方法来帮助增强CAR导向的癌症免疫疗法。
研究者LeonidMetelitsa教授说道，除了能在小鼠模型机体中有效抵御肿瘤外，NKT细胞在实体瘤中的存在也与癌症患者有利的结果直接相关。此前研究结果表明，NKT细胞拥有广谱的抗肿瘤活性，比如，这些细胞能迁移到肿瘤位点，在那里杀灭肿瘤相关的巨噬细胞等，而巨噬细胞是一类能促进肿瘤生长和转移的免疫细胞，此外，NKT细胞的激活还能间接促进NK细胞和T细胞所介导的抗肿瘤免疫反应。
研究者认为，NKT细胞拥有强大的潜力，能作为抵御癌症宝贵的“贡献者”，在过去10年以来，研究人员一直专注于研究增强这些细胞的抗肿瘤潜力，他们的最终目的是将研究结果转化到临床应用上。将NKT细胞开发一种一种免疫疗法的历程涉及寻找解决一系列挑战的方案，比如，NKT细胞在血液中占比较低，因此研究人员就开发了一种方法来培育NKT细胞，使其能以较高纯度满足临床规模的研究。尽管NKT细胞能以多种方式来对抗肿瘤，但其作用方式似乎都是间接的，随后研究人员通过研究给予了NKT细胞一种工具，即CAR，这样就能促进NKT细胞直接攻击肿瘤了，同时研究人员还为其配备了IL-15，其是一种额外的工具，在帮助患者机体抵御肿瘤的同时还能改善患者的存活效率。
研究者Dotti说道，迄今为止，癌症CAR细胞免疫疗法领域的相关研究重点集中在对T淋巴细胞的操控上，根据此前研究结果，即浸润到肿瘤中的NKT细胞与患者较好的临床预后直接相关，研究人员决定利用NKT细胞这一内在的特性，为其配备额外的装备，即CAR，这样就能进一步增强其摧毁肿瘤的能力。有了这些创新性的研究结果，研究人员就能在临床实验中进一步在神经母细胞瘤患者中检测CAR-NKT细胞的治疗效果了。
目前研究人员正在进行临床试验，本文研究中，研究人员对三名重度预处理、复发/难治性的转移性神经母细胞瘤患者进行了研究，这些患者都利用CAR-NKT细胞进行了治疗，研究者对95%纯正的NKT细胞进行了改造，其中一部分NKT细胞利用CAR-IL15进行了武装。Metelitsa博士说道，我们的初步研究结果表明，NKT细胞能以较高的纯度扩大到临床规模研究中，其能被遗传工程化修饰来表达CAR和IL15，同时能安全地用来治疗晚期神经母细胞瘤患者。此外，研究者还发现，CAR-IL15NKT细胞能在患者的外周血中检测到，其在输注到患者体内后会开始扩张，并循环到骨转移和骨髓位点发挥抗肿瘤活性，随后研究人员在一名患者中观察到其机体出现的客观反应，即CAR-IL15NKT细胞在该名患者体内消除了至少50%的病灶。
目前研究人员通过联合研究，利用了最先进的技术平台在单细胞水平上分析了CAR-NKT患者产品中所有基因的表达水平，这些分析结果揭示了关于人类NKT细胞异质性的新信息，以及其治疗修饰的分子信息；研究者发现了9类NKT细胞亚群，而且CAR受体似乎能被优先识别为亚群3的成员，后期深入研究则能帮助研究人员更深入地理解当前研究发现的意义。研究者表示，未来我们有可能会采用具有天然抗肿瘤潜力的免疫细胞，并利用设计的合成性抗体来增强其抵御肿瘤的潜能，从而就能开启应用这一策略治疗难治性实体瘤的可能性。
通过利用新型的人工智能和计算分析的端对端平台，研究人员就能在单细胞水平上锁定来自患者体内的CAR工程化NKT细胞，这将对于有效开发更为精准化且有效的疗法提供一定帮助；研究人员期待继续开展深入的研究，推进治疗发现并加速药物的开发改善患者的治疗效果。最后研究者ShawnDavis说道，这种改进的NKT平台有别于其它细胞治疗平台，其能为利用免疫疗法治疗癌症带来新的希望，本文研究结果或许也为支持NKT平台用于开发新型可替换疗法，从而治疗更多癌症，尤其是实体瘤带来新的希望。
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前列腺癌是世界范围内男性发病率第二位的恶性肿瘤。我国前列腺癌发病率和死亡率近年来呈急剧上升态势，已成为男性发病率第六位、死亡率第四位的恶性肿瘤。年，上海地区前列腺癌发病率首次超过肝癌，跃居成为上海男性恶性肿瘤发病率第四位，与西方发达国家接近，严重威胁男性生命健康。
前列腺癌具有较大的临床异质性，多数前列腺癌临床进展缓慢，但仍有些生长相对迅速，并可迅速发生骨、淋巴结转移并对雄激素剥夺疗法耐药，形成去势抵抗型前列腺癌（castration-resistantprostatecancer,CRPC）,后者目前缺乏有效的治疗手段，是前列腺癌患者死亡的主要原因。前列腺癌的分子异质性及微环境细胞群体的异质性是临床异质性的根本原因，截至目前尚未有研究进行系统全面地阐述。
年1月9日，医院任善成与加拿大多伦多大学何厚胜和医院王建华合作，在NatureCellBiology杂志发表了题为：Singlecellanalysisrevealsonsetofmultipleprogressionassociatedtranscriptomicremodellingsinprostatecancer的研究论文，文章第一单位是医院泌尿外科。
该研究利用单细胞转录组测序技术，分析了包含正常前列腺、前列腺癌原发灶、淋巴结转移灶在内共27例组织样本中,个单细胞的基因表达情况，系统绘制了前列腺癌的转录组图谱，阐明了肿瘤微环境中多种与疾病进展相关的细胞亚群和转录水平改变，解析了前列腺癌的高度异质性，对治疗靶点的确定和侵袭性肿瘤生物标记物的开发提供了开阔的思路。
研究人员利用单细胞测序技术对12例前列腺癌原发灶和1例前列腺癌淋巴结转移灶样本进行了单细胞转录组测序，共获得36,个单细胞的数据集，通过20个细胞类型标记物注释了上皮细胞、成纤维细胞、单核-巨噬细胞系、内皮细胞、肥大细胞、T细胞等主要的细胞群体。
通过对上皮细胞进行进一步的分群可得到16个亚群。研究者结合乳腺癌的PAM50分型及前列腺上皮细胞的既往研究，注释了Basal/intermediate型上皮细胞亚群（Cluster10），其分子特征与前列腺癌较好的预后相关，并特异性表达转录因子CCL2；另发现一个上皮细胞亚群（Cluster12），处于有丝分裂G2/M期，将其命名为CellCycle细胞，其分子特征与前列腺癌患者的预后呈负相关。此外，研究者在多个独立的公共数据集中也验证了这两种分子分型与前列腺癌患者预后相关。
研究者进一步研究了前列腺肿瘤内浸润的T细胞，将其细分7个细胞亚群。KLK3为前列腺特异抗原PSA的编码基因，是前列腺临床常用的分子标记物，一般认为只在前列腺癌细胞中表达，然而研究者发现KLK3在一个调节性T细胞（Cluster6）亚群和两个效应T细胞亚群（Cluster3、5）中特异性表达，后者的细胞外囊泡和外泌体通路激活，提示肿瘤分泌的囊泡介导KLK3转移至T细胞(图1E)。研究者还通过RNA荧光原位杂交、免疫荧光等实验发现了表达PSA/KLK3的T细胞，证明了该信号传递途径的可行性(图1F)。
该研究涉及的病例中，有一例高危前列腺癌患者的影像及术后病理均提示左右两侧髂外淋巴结为阴性。研究者通过单细胞转录组测序，发现其左侧淋巴结组织中存在恶性上皮细胞，并且T细胞普遍高表达KLK3，即左侧淋巴结已发生了临床无法识别的微转移灶（micrometastasis）；而尽管右侧淋巴结组织中没有发现恶性上皮细胞，但已经出现了T细胞高表达KLK3的现象，提示肿瘤微环境细胞已经形成了“转移前癌巢”结构（pre-metastaticniche）。该现象不仅在前列腺癌中存在，研究者还利用单细胞公共数据库发现，在肾细胞癌、结直肠癌、非小细胞肺癌、头颈部鳞癌等多种肿瘤中，T细胞均表达相对应的肿瘤标记物，提示肿瘤细胞利用其自身的标记物来影响免疫细胞的功能是一个广泛的现象。
研究者进一步研究内皮细胞（EC），发现其中有一部分高表达肿瘤相关性成纤维细胞（CAF）的相关特征基因，因此命名为激活的内皮细胞（aECs）。研究者进一步对额外3例来源于全膀胱根治术的正常前列腺和惰性前列腺癌样本以及5例来源于CRPC患者的肿瘤组织样本进行了单细胞转录组测序，通过拟时序分析发现aEC的比例随肿瘤进展至CRPC逐步升高，aEC细胞亚群大部分均来源于CRPC样本，表明aEC细胞亚群与前列腺癌进展为CRPC密切相关。为了验证这一发现，研究者通过流式分选从原发性前列腺癌、CRPC以及膀胱癌患者的前列腺（癌）样本中分离出aEC细胞亚群，发现大部分aEC细胞亚群来自于CRPC样本，研究者通过共培养发现aEC细胞亚群能够提高前列腺癌细胞的侵袭能力，这些实验都证实了aEC这一细胞亚群在前列腺癌发生发展过程中起着重要的作用。
该研究通过单细胞转录组测序技术揭示了前列腺癌发生发展各个时期微环境各细胞亚群的变化，更新了对肿瘤标记物的理解，发现了前列腺癌单细胞水平的分子分型标记物和与肿瘤进展相关的细胞亚型，对前列腺癌新型治疗策略和肿瘤生物标记物的开发具有重大价值。
NatureCellBiology同期以：Prostatecancerhijacksthemicroenvironment为题发表新闻和专家观点，高度赞扬该研究揭示了前所未知的前列腺癌微环境改变，为前列腺癌转移的治疗开拓了多种路径。
据悉，任善成教授是通讯作者，何厚胜和王建华是共同通讯作者，医院泌尿外科是第一单位。任善成教授长期从事前列腺癌早期诊断指标的转化以及晚期前列腺癌耐药机制的研究，以通讯/第一作者在NatureMedicine、NatureCellBiology、MolecularCell、EuropeanUrology、CellResearch、CellReports等国际学术杂志发表论文40余篇。任善成教授课题组近期招收博士、博士后2-3名，专业方向为生物信息、细胞生物学、肿瘤学和免疫学，有意向者可联系课题组renshanchenggmail.