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本文揭示 IL-17RA 在结直肠癌(CRC)中的双重肿瘤抑制作用,为治疗提供新思路。
### 白细胞介素 17 受体 A(IL-17RA)在结直肠癌中的双重肿瘤抑制功能
结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是全球第三大常见癌症,5 年总生存率仅为 64%。肿瘤微环境(Tumor microenvironment,TME)在 CRC 的发生、发展过程中起着关键作用,其中 T 细胞和成纤维细胞是影响 CRC 患者生存的主要因素。白细胞介素 17(Interleukin-17,IL-17)家族细胞因子的表达与肿瘤促进性炎症相关,而 IL-17 受体 A(IL-17RA)在 CRC 中的作用却十分复杂。
IL-17RA 表达抑制晚期 CRC 肿瘤进展
研究发现,在晚期 CRC 患者中,低表达的 IL17RA 基因与较差的预后相关,且在发生淋巴结转移的患者中表达更低。通过使用偶氮甲烷(Azoxymethane,AOM)诱导的早期和晚期肠道癌症模型研究发现,在野生型(WT)小鼠中,敲除 Il17ra 会减少 AOM 诱导的非侵袭性腺瘤的数量和大小;在 Tp53ΔIEC小鼠中,早期敲除 Il17ra 可显著抑制肿瘤发展。但当肿瘤发展到晚期,Tp53ΔIEC/Il17ra?/?双突变小鼠不再受到保护,反而出现更大的侵袭性肿瘤和更多转移灶,同时肿瘤中上皮 - 间质转化(Epithelial - to - mesenchymal transition,EMT)激活剂 Twist、Snail、Slug 和 Zeb1 上调。这表明 IL-17RA 在早期和晚期 CRC 中具有不同的功能。
缺失 Il17ra 促进肿瘤上皮的 EMT
为探究 IL-17ra 信号对 EMT 的直接影响,研究人员构建了相关小鼠肿瘤类器官模型,并对特定基因进行敲低实验。结果显示,缺失 Il17ra 的肿瘤类器官中 Twist 表达增加,且具有更强的侵袭和转移能力。进一步研究发现,Src 蛋白家族在其中起到关键作用。在 Tp53ΔIEC/Il17ra?/?肿瘤中,Src 激活明显,表现为抑制性的 SrcY527磷酸化下调和激活性的 SrcY416磷酸化上调,Src 抑制剂可降低 Twist 表达。此外,表皮生长因子受体(Epidermal growth factor receptor,EGFR)的上调和激活与 Src 激活相关,IL-17RA 的存在对维持 EGFR 的平衡周转至关重要,影响 Src 激活和 EMT。
肠道上皮细胞(IEC)中单独缺失 Il17ra 不足以增强肿瘤进展
研究人员通过构建 IEC 特异性缺失 Il17ra 的小鼠模型发现,尽管缺失 Il17ra 的肿瘤细胞在体外和免疫缺陷背景下具有更强的致瘤性,但在免疫健全的 Tp53ΔIEC小鼠中,IEC 限制性缺失 Il17ra 并未导致肿瘤发生率、大小、侵袭程度或转移数量的差异。通过流式细胞术分析发现,Tp53ΔIEC/Il17ra?/?肿瘤中单核细胞来源的髓源性抑制细胞(M-MDSCs)和多形核髓源性抑制细胞(PMN-MDSCs)比例降低,但程序性死亡配体 1(Programmed Cell Death 1 Ligand 1,PD-L1)和吲哚胺 2,3 - 双加氧酶(Indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)表达更强,CD8+T 细胞浸润减少,功能受损。而通过骨髓移植实验证实,IL-17RA 依赖的抗肿瘤免疫反应需要 IEC 中缺失 Il17ra。
真菌微生物组限制 IL-17-RA 缺陷肿瘤细胞的侵袭性生长
鉴于肠道微生物组对宿主免疫的重要影响,研究人员对 AOM 诱导的小鼠进行研究。16S rRNA 测序显示,Il17ra 缺陷小鼠的肠道微生物组成发生显著改变,肠道通透性增加。然而,抗生素治疗并未增加 Tp53ΔIEC/Il17raΔIEC小鼠的肿瘤侵袭,反而降低了肿瘤负荷。进一步研究发现,真菌微生物组在其中起到关键作用。Tp53ΔIEC/Il17raΔIEC和 Tp53ΔIEC/Il17ra?/?小鼠的肿瘤中存在明显的真菌侵袭,使用抗真菌药物两性霉素 B 治疗后,肿瘤侵袭明显加剧,表明真菌侵袭在限制肿瘤侵袭中发挥重要作用。
IL-17RA 在真菌抗原刺激下极化髓样细胞以维持 T 细胞功能
为探究 IL-17RA 信号对真菌诱导的抗肿瘤免疫的影响,研究人员用热灭活的白色念珠菌(Heat-killed Candida albicans,HKCA)刺激骨髓来源的巨噬细胞(Bone-marrow-derived macrophages,BMDMs)。结果显示,HKCA 刺激可诱导 WT BMDMs 中相关基因表达和炎症小体激活,但在 Il17ra?/? BMDMs 中受损。IL-17RA 在髓样细胞中的表达对于 HKCA 诱导的脾酪氨酸激酶(Spleen tyrosine kinase,Syk)激活至关重要,重组 IL-17a 可协同 HKCA 增强 Syk 激活和相关基因转录。此外,肿瘤 - bearing 的 Tp53ΔIEC/Il17raΔIEC小鼠血清中 IL-1β 和 IL-18 水平显著高于 Tp53ΔIEC/Il17ra?/?小鼠,且 HKCA 刺激的 Il17ra?/? BMDMs 培养上清处理的 CD8+T 细胞增殖减少。这表明 IL-17 在真菌触发的 dectin-1 信号传导中起重要作用,可控制炎症小体激活和 IL-18 释放,增强抗肿瘤免疫。
IL-17 与 HKCA 联合使微卫星稳定(MSS)肿瘤对免疫治疗敏感
免疫检查点阻断(Immune checkpoint blockade,ICB)对大多数 MSS 的 CRC 患者疗效不佳。基于上述研究结果,研究人员假设联合 HKCA 和 IL-17a 可使散发性肿瘤对 ICB 敏感。通过皮下移植对 PD-1 阻断耐药的 APTK 类器官构建小鼠模型发现,单独使用 HKCA 可显著抑制肿瘤生长,联合 IL-17a 和 α-PD-1 治疗可使肿瘤进一步缩小。流式细胞术分析显示,联合治疗可降低 CD8+T 细胞中 PD-1 和 Tim-3 的共表达,增加 IFN-γ 和 TNF-α 的表达,同时 DCs 上的共刺激分子 CD80 表达增加,TAMs 上的 PD-L1 表达减少。这表明 IL-17 增强 dectin-1 信号传导,使 MSS 肿瘤对 ICB 敏感,改善 CD8+T 细胞功能。
研究讨论
该研究挑战了以往认为 IL-17RA 信号通常具有促肿瘤作用的观点,揭示了其在 CRC 进展中复杂的时间和组织依赖性效应。IL-17RA 在肿瘤细胞侵袭和对真菌信号的先天免疫反应中均有重要作用,其对髓样细胞的影响依赖于肠道屏障功能受损和真菌侵袭,且在肿瘤发展的不同阶段作用不同。此外,肠道微生物组中的真菌在抗肿瘤免疫中发挥关键作用,IL-17RA 缺陷导致的真菌入侵可诱导持续的抗肿瘤免疫。在治疗方面,以往阻断 IL-17 信号的策略可能不适用于晚期侵袭性肿瘤,而激活 IL-17RA 信号有望成为治疗 CRC 的新策略。
研究局限性
尽管该研究明确了 IL-17RA 信号在调节肿瘤内在程序中的时间依赖性作用,但 IL-17RA 影响 EGFR 回收的具体分子机制仍有待研究。此外,研究虽发现 IL-17RA 缺陷导致的真菌入侵可诱导抗肿瘤免疫,但未在巨噬细胞特异性基因模型中证实,不能排除对淋巴谱系的其他影响。而且,该研究提出的治疗策略在人体中的有效性和安全性还需进一步验证。
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