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《Science》: CXCL9:SPP1巨噬細胞極性確定來控制人類癌癥的細胞程序網(wǎng)絡(luò)

作者:   發(fā)布于:2023年08月19日  點擊量:1024

2023年8月4日,瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團隊在Science(IF=56.9)發(fā)表了研究論文:CXCL9:SPP1 macrophage polarity identifies a network of cellular programs that control human cancers。由 CXCL9 和 SPP1 這兩個基因的表達所定義的巨噬細胞極性的變化是腫瘤微環(huán)境的一個簡單而關(guān)鍵的特征。CXCL9:SPP1的比例可以描述癌癥中抗腫瘤免疫細胞的豐度、每種腫瘤浸潤細胞類型的基因表達程序、決定腫瘤控制或進展的通訊網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控以及對免疫療法的反應(yīng)。

science-20230804-Cxcl9-SPP1-文章截圖

腫瘤微環(huán)境(TMEs)影響癌癥進展,但其復(fù)雜性和不同患者之間的差異。同樣的疾病在患者身上的表現(xiàn)可能不同,是研究人類疾病的挑戰(zhàn)之一??紤]到微環(huán)境變化可能揭示控制腫瘤內(nèi)細胞程序和疾病結(jié)局的規(guī)則,研究人員重點研究了52例頭頸部鱗狀細胞癌(HNSCC)的腫瘤間變異。研究人員發(fā)現(xiàn)巨噬細胞極性(由CXCL9和SPP1 (CS)表達決定,而不是由傳統(tǒng)的M1和M2標記物決定)與預(yù)后有明顯的強相關(guān)性。CS巨噬細胞極性還確定了一個高度協(xié)調(diào)的促腫瘤或抗腫瘤變量網(wǎng)絡(luò),涉及每種腫瘤相關(guān)細胞類型,并在空間上組織。研究人員將這些發(fā)現(xiàn)擴展到其他癌癥適應(yīng)癥。

研究發(fā)現(xiàn):CXCL9和SPP1(其在單個巨噬細胞中的表達是互相排斥的)基因,其與患者的預(yù)后密切相關(guān),而且這也在其它實體瘤中被證明是正確的;研究人員發(fā)現(xiàn),這兩個基因的表達與巨噬細胞的抗腫瘤和促腫瘤“極性”的關(guān)系要比目前所使用的標志物更加明確。值得注意的是,CXCL9和SPP1表達的比率(稱之為CShi或CSlow)與頭頸癌腫瘤中其它類型的腫瘤微環(huán)境的狀態(tài)是大致一致的,并與一些促腫瘤效應(yīng)和抗腫瘤效應(yīng)相關(guān)的現(xiàn)象一致,比如,CShi腫瘤更容易被B細胞、樹突狀細胞和T淋巴細胞浸潤,這些細胞都會驅(qū)動抗腫瘤免疫;此外,這些腫瘤中的其它細胞類型也會參與到信號分子和通路轉(zhuǎn)導(dǎo)中,從而誘發(fā)炎癥或引發(fā)機體免疫反應(yīng)。同時,CSlow腫瘤則具有與癌癥生長及進展相關(guān)的基因表達特征,比如對缺氧的適應(yīng)、新血管的形成以及促癌癥轉(zhuǎn)移的細胞轉(zhuǎn)化的誘導(dǎo)等。

science-20230804-Cxcl9-SPP1-結(jié)果截圖

研究者Pittet說道,僅僅通過觀察巨噬細胞中這兩個基因的比率,我們就能推斷出腫瘤細胞、內(nèi)皮細胞和成纖維細胞的分子活性,這種驚人的一致性意味著腫瘤并不是一個混亂的地方,而腫瘤微環(huán)境中所有這些細胞狀態(tài)都是相互協(xié)調(diào)的,這些信息對于后期開發(fā)個體化精準癌癥療法或許是非常有意義的。下一步研究人員將會分析本文研究中所識別出的基因表達網(wǎng)絡(luò)是否能用來前瞻性地預(yù)測患者的治療結(jié)局或衡量其對多種療法的反應(yīng),研究人員還將更為詳細地分析中腫瘤微環(huán)境中基因表達的其它協(xié)調(diào)軸線,以及其如何與CS比率相互作用以及其之間是如何相互影響的。

目前最大的問題在于,治療性干預(yù)這一網(wǎng)絡(luò)的最佳方法是什么?以及其最終目標是否能讓患者獲益?總之,本研究結(jié)果表明,盡管腫瘤微環(huán)境非常復(fù)雜,但該發(fā)現(xiàn)的CS比率能協(xié)調(diào)控制人類癌癥的連貫反應(yīng),而且CS巨噬細胞的極性是一個相關(guān)但簡單的變量。


原始文獻:

RUBEN BILL,PRATYAKSHA WIRAPATI,MARIUS MESSEMAKER,et al. CXCL9:SPP1 macrophage polarity identifies a network of cellular programs that control human cancersScience (2023). DOI: 10.1126/science.ade2292