LAMP3+的多效功能潜力…… 开放获取

《Cancer Research》：The pleiotropic functional potentials of LAMP3+... Open Access

树突状细胞在肿瘤免疫中的异质性及功能调控机制研究。通过整合33种癌症类型共2500+单细胞转录组数据，首次揭示肿瘤浸润树突状细胞（DC）包含10个主要亚群，包括AXL/SIGLEC6阳性DC（AS DC）和LC-like DC等罕见亚群。AS DC具有T细胞激活功能，而LC-like DC呈现免疫抑制表型。通过机器学习模型DCTypist实现DC亚群自动分类，并发现TMEM176B过表达DC疫苗可显著抑制MC38-OVA肿瘤生长。研究建立了首个覆盖广泛癌症类型的DC图谱，为DC靶向免疫治疗提供了关键靶点和分析工具。

　　在肿瘤免疫治疗领域，树突状细胞（Dendritic Cells, DC）一直被视为一种关键的免疫调控细胞类型。DCs作为专业的抗原呈递细胞，能够通过吞噬和呈递肿瘤抗原，与T细胞进行复杂的交互，从而诱导抗肿瘤免疫反应。尽管DC基底的抗肿瘤治疗正在积极开发中，但目前尚未实现有效的临床响应。因此，进一步探索肿瘤微环境（TME）中DC的异质性，以及不同癌症类型中的DC分布，可能为开发基于DC的免疫疗法提供新的视角。本研究通过整合来自33种癌症类型的超过2,500个样本的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，构建了一个人类DC的全面图谱，揭示了多种稀有DC亚群在肿瘤中的分布和功能特征，并进一步探讨了这些DC亚群在肿瘤免疫治疗中的应用潜力。

### DC的异质性与功能潜力

研究中首先对DC的分类进行了系统性的分析，确定了10个主要的DC亚群，其中cDC2被进一步细分为7个亚群。这些DC亚群在不同的癌症类型中具有不同的功能潜力。例如，Langerhans细胞（LC）样DC亚群和AXL+SIGLEC6（AS）DC亚群被发现是肿瘤中存在但之前未被充分研究的稀有亚群。LC样DC亚群具有显著的免疫抑制表型，其高表达的CD207和CD1A标志基因表明其可能具有类似于皮肤LC的特征。这些LC样DC在多种癌症类型中均表现出免疫调节和迁移的特性，与T细胞相互作用，尤其是调节性T细胞（Treg）的比例增加，可能有助于形成免疫抑制性微环境。

另一方面，AS DC亚群则表现出与cDC2和pDC的基因表达特征相似，其高表达的AXL和CD5标志基因表明其可能是cDC2和pDC之间的过渡状态。这些AS DC在肿瘤中比在正常皮肤组织中更丰富，显示出在肿瘤微环境中可能发挥重要作用。通过基因集变异分析（GSVA）和功能富集分析，研究发现这些DC亚群在不同的生物学通路中具有显著的富集特征，如免疫反应调控、细胞迁移、以及抗原呈递相关通路。

### cDC2的多样性与功能潜力

cDC2作为DC亚群中最常见的类型，其在肿瘤微环境中的分布和功能潜力表现出显著的多样性。研究中发现，cDC2不仅在不同癌症类型中具有不同的组织偏好，还表现出不同的功能特征。例如，cDC2_C1QC亚群在肿瘤组织中比在正常组织中更丰富，可能与免疫激活和炎症反应相关。cDC2_CXCL9和cDC2_ISG15亚群则表现出与T细胞募集和IFN响应相关的功能特征。这些不同的功能潜力可能解释了为什么cDC2在肿瘤免疫中具有多样的作用。

### LAMP3+ DC的细胞起源与功能多样性

LAMP3+ DC是一种在多种癌症类型中均存在的成熟DC亚群，其在肿瘤微环境中的分布和功能表现出显著的异质性。研究发现，LAMP3+ DC可能来源于cDC1、cDC2和LC样DC，这与之前的研究一致。通过发育轨迹推断和转录因子调控网络分析，研究揭示了不同来源的LAMP3+ DC在基因表达和功能上的差异。例如，cDC1来源的LAMP3+ DC表现出更高的CCL19和CXCL9表达，这些基因与T细胞募集和激活密切相关，提示其在抗肿瘤免疫中的重要作用。而LC来源的LAMP3+ DC则表现出更高的MHC-II表达，可能与Treg的调控有关。

### DC分类器的开发与应用

为了更有效地进行DC亚群的分类和注释，研究团队开发了一个基于机器学习的DC分类器DCTypist。该分类器通过优化模型参数和使用多种评估方法，确保了其在不同癌症类型中的准确性和鲁棒性。DCTypist的应用不仅提高了DC亚群注释的效率，还为后续的单细胞分析提供了有力的工具。通过将DCTypist应用于公开的单细胞数据集，如结直肠癌和非小细胞肺癌的免疫治疗数据集，研究验证了该分类器的广泛适用性。

### 潜在的治疗靶点与免疫治疗

通过比较肿瘤组织与邻近正常组织中DC的基因表达，研究团队识别出了一些可能的治疗靶点。例如，TMEM176A和TMEM176B基因在肿瘤DC中的高表达可能与DC的成熟状态和免疫调控功能相关。通过在小鼠模型中过表达这些基因并测试其对肿瘤生长的抑制效果，研究发现TMEM176B的过表达可能显著影响DC的功能，进而影响抗肿瘤免疫的效果。这些结果为开发基于DC的免疫治疗提供了新的思路。

### 研究的意义与展望

本研究的成果不仅有助于更全面地理解肿瘤微环境中DC的异质性，还为开发基于DC的免疫疗法提供了重要的资源和方向。通过构建一个全面的DC图谱，研究揭示了不同DC亚群在肿瘤免疫中的功能差异和潜在作用。这些发现可能为未来的个性化免疫治疗提供基础，特别是在肿瘤微环境的调控和免疫检查点阻断（ICB）治疗中。此外，研究团队还开发了一个交互式网络浏览器，用于分析和可视化整合的单细胞数据，为研究人员提供了便捷的工具。

### 局限性与未来方向

尽管本研究取得了重要进展，但仍存在一些局限性。首先，由于cDC2与巨噬细胞在转录水平上的高度相似性，研究中对增殖状态的DC的分类可能不够全面。其次，部分分析基于单细胞转录组数据，缺乏其他组学（如蛋白质组学、代谢组学）的验证。此外，对于MoDCs（单核来源的DC）的定义和功能研究仍需进一步探索。最后，LC样DC与Treg之间的相互作用机制仍需深入研究，以揭示其在肿瘤免疫中的具体作用。

综上所述，本研究通过整合大量单细胞数据，构建了一个全面的DC图谱，揭示了DC在肿瘤微环境中的异质性和功能多样性。这些发现不仅有助于更深入地理解DC在肿瘤免疫中的作用，还为开发基于DC的免疫治疗提供了重要的理论基础和实践指导。未来的研究需要进一步验证这些DC亚群的生物学功能，并探索其在不同癌症类型中的具体作用机制，以推动DC在肿瘤免疫治疗中的应用。