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为解决临床前癌症模型与老年癌症患者群体差异问题，研究人员开展了针对年轻（6 - 8 周龄）和成年（12 月龄）小鼠三阴性乳腺癌（TNBC）模型的研究。结果发现年龄影响肿瘤微环境（TME），但三联疗法（TT）疗效相似。这对设计临床前研究意义重大。
在癌症研究的领域中，肿瘤的发生发展与多种因素紧密相关，年龄就是其中一个不可忽视的关键因素。随着人们年龄的增长，身体的各项机能逐渐衰退，免疫系统也不例外。免疫功能的下降使得老年人患癌症的几率大幅增加，像前列腺癌、结直肠癌、肺癌、胰腺癌以及乳腺癌等，在老年人群体中的发病率明显更高。然而，目前大多数临床前癌症研究却普遍使用年轻小鼠作为模型，这些年轻小鼠拥有功能健全的免疫系统和胸腺，与成年癌症患者的实际情况相差甚远，导致研究结果往往难以准确预测临床疗效，这无疑在科研与临床之间筑起了一道高墙。
为了打破这道阻碍，来自奥地利维也纳医科大学癌症研究中心、意大利欧洲肿瘤研究所等机构的研究人员，开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于三阴性乳腺癌（TNBC），这是一种恶性程度较高、治疗难度较大的乳腺癌亚型。研究人员将目光投向了年轻（6 - 8 周龄，相当于人类青春期）和成年（12 月龄，相当于 40 岁人类）小鼠的 TNBC 模型，旨在探究肿瘤生长动力学的差异，以及三联疗法（TT，由间歇环磷酰胺、抗 PD - 1 和长春瑞滨组成）在这两组小鼠中的疗效，还有该疗法对肿瘤微环境（TME，肿瘤细胞生长的周围环境，包含免疫细胞、基质细胞等多种成分）中免疫和基质细胞群体的影响。
这项研究成果发表在《Cell Death & Differentiation》杂志上，为癌症研究领域带来了新的曙光。研究人员在开展研究时，运用了多种关键技术方法。在动物实验方面，构建了 TNBC 的同基因小鼠模型，通过向小鼠乳腺脂肪垫注射 4T1 - LUC 和 EMT6 - LUC 细胞来诱导肿瘤发生，并利用体内成像系统（IVIS）监测肿瘤生长。在细胞分析层面，采用单细胞 RNA 测序（scRNA - seq）技术对肿瘤组织中的细胞进行转录组分析，还运用了流式细胞术（FACS）、免疫组织化学（IHC）和免疫荧光（IF）染色等方法，从不同角度对细胞和组织进行深入研究，全面剖析肿瘤微环境的变化。
TT 在年轻和成年小鼠中均能根除 TNBC
研究人员首先验证了 TT 在年轻和成年小鼠中的疗效。他们分别向年轻和成年小鼠体内原位注射 4T1 - Luc 细胞，然后对两组小鼠进行 TT 治疗。实验结果令人惊喜，TT 不仅在年轻小鼠中有效抑制了 TNBC 的生长，在成年小鼠中同样能消除肿瘤生长，这表明 TT 在不同年龄阶段的小鼠中具有相似的疗效。不过，研究人员也注意到，成年对照组小鼠的肿瘤质量比年轻对照组小鼠更大，这使得成年小鼠在接受 TT 治疗后的相对肿瘤消退更为明显。为了确保实验结果的可靠性，研究人员又在另一种小鼠 TNBC 模型 EMT6 中进行验证，结果发现 TT 同样能在年轻和成年 EMT6 模型小鼠中抑制肿瘤生长。
单细胞转录组学揭示成年小鼠 TME 的变化
为了探究 TT 疗效相似是否源于免疫 TME 组成相似，研究人员对年轻和成年小鼠的 4T1 原发性肿瘤（包括 TME 细胞）进行了单细胞转录组分析。他们通过荧光激活细胞分选（FACS）策略分离出肿瘤细胞（CD45-EpCAM+）、免疫 TME 细胞（CD45+EpCAM-）和基质 TME 细胞（CD45-EpCAM-），并利用 10x Genomics 平台进行 scRNA - seq。经过一系列严谨的数据处理和分析，研究人员发现，与年轻小鼠相比，成年小鼠免疫 TME 中总体 T 细胞较少，B 细胞增多，且记忆 B 细胞仅在成年小鼠中出现，幼稚 B 细胞在两组小鼠中均有捕获；在基质 TME 中，年轻小鼠的基质 CAFs（癌症相关成纤维细胞，具有细胞外基质重塑功能）显著多于成年小鼠，而成年小鼠的促炎基质细胞、肌成纤维细胞和血管 CAFs 更为丰富。
未治疗肿瘤的免疫 TME 组成受年龄影响
研究人员进一步研究年龄对未治疗肿瘤免疫 TME 的影响。他们发现，T 细胞在成年和年轻肿瘤中的转录谱相似，TT 的疗效在成年小鼠中同样由干细胞样祖 T 细胞介导。通过对不同免疫细胞谱系的差异分析，发现髓系细胞受年龄影响最小，B 细胞和 T 细胞受影响最大。在 B 细胞和巨噬细胞中，成年小鼠 TME 相关基因的抗原呈递途径基因表达下调。蛋白质水平的验证实验，如 FACS、IHC 和 IF 染色结果，也与转录组分析结果一致，表明年龄相关的免疫 TME 差异确实存在，且部分差异在衰老的乳腺腺泡免疫细胞中已可检测到。
基质 TME 细胞显示出与年龄相关的促肿瘤特征
基于基质 CAFs 在年轻小鼠 TME 中富集的发现，研究人员深入探究其分子特征。对不同年龄来源的基质 CAFs 进行差异表达分析，发现成年小鼠 TME 中的 CAFs 与年轻小鼠相比，细胞外基质（ECM）重塑相关过程下调，代谢和缺氧相关途径上调，胶原蛋白 I 和 III 等表达降低。通过对正常乳腺腺泡基质细胞的分析，也证实了这些年龄相关的变化。此外，研究还发现，TT 治疗后，具有促炎特征的基质细胞群在年轻和成年小鼠 TME 中均有显著变化。
CAFs 在成年小鼠肿瘤 TME 中显示出改变的 ECM 重塑特征
为了进一步验证 CAFs 在 ECM 重塑方面的年龄差异，研究人员进行了一系列实验。通过 Picro - Sirius Red 染色，发现年轻小鼠肿瘤中的胶原蛋白丰度显著高于成年小鼠，且在不同 TNBC 模型（4T1 和 EMT6）中均得到验证。IF 染色结果显示，成年小鼠 TME 中胶原蛋白 I 的表达低于年轻小鼠，且基质 CAFs 中胶原蛋白 I 的表达与 gelsolin（在基质 CAFs 中高表达的基因）的共定位指数在年轻小鼠中更高，表明年轻小鼠的基质 CAFs 在沉积胶原蛋白和形成复杂胶原纤维网络方面更具能力。
TME 中 CAF、髓系和内皮细胞之间的相互作用受衰老影响
研究人员运用配体 - 受体分析方法，探究 TME 中不同细胞群体间相互作用的年龄差异。结果发现，虽然年轻和成年小鼠 TME 中细胞间相互作用的总体模式相似，但在一些特定细胞群体间存在差异。例如，成年小鼠 TME 中的 CAF 群体更倾向于通过特定配体 - 受体对向髓系细胞发出信号，髓系细胞对内皮细胞的信号传导在年轻和成年小鼠中也有所不同。
研究结论表明，尽管 TT 在年轻和成年小鼠中疗效相似，但肿瘤的 TME 在不同年龄阶段存在显著差异。这些差异涉及免疫细胞浸润和癌症相关成纤维细胞等多个方面，基质 CAFs 在年轻小鼠中更为常见，而成年小鼠则富含促炎基质细胞和肌成纤维细胞。并且，成年小鼠的基质 CAFs 在 ECM 重塑能力、胶原蛋白沉积以及与其他细胞的相互作用模式上都发生了改变。这些发现对于癌症研究意义重大，提示在设计临床前疗效研究时，必须充分考虑动物的年龄因素。如果抗癌免疫疗法依赖于特定的免疫细胞，如 CD4+ scT 细胞、幼稚 B 细胞或 NK 细胞，那么在选择小鼠模型时，更应谨慎考虑年龄因素，以更好地模拟人类患者的免疫 TME。同时，对于针对 TME 的疗法，选择与人类患者年龄相符的小鼠模型也至关重要。这一研究为未来癌症临床前研究的设计提供了重要参考，有望推动癌症治疗的发展，为攻克癌症难题带来新的思路和方向。
