霍乱弧菌毒素MakA系统给药重塑结直肠癌免疫微环境并安全抑制肿瘤生长

《Cell Death & Disease》:A bacterial toxin as a novel anti-cancer drug modulating the tumor-microenvironment

【字体: 时间:2025年12月02日 来源:Cell Death & Disease 9.6

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  为突破结直肠癌(CRC)现有疗法毒性瓶颈,作者系统评估霍乱弧菌毒素MakA的全身抗肿瘤潜力。结果显示,MakA在NOD/SCID小鼠中无可见毒性,却显著增加肿瘤内M1/M2样巨噬细胞(TAM)浸润,上调IFN-γ、CCL2等促炎介质,诱导癌细胞凋亡并抑制增殖,为细菌毒素靶向TME的低毒治疗提供新范式。

  
结直肠癌是全球第三大常见、第二大致死性恶性肿瘤,传统手术、化疗和放疗伴随显著副作用,患者对低毒、高效新疗法需求迫切。近年来,细菌毒素因可精准诱导癌细胞凋亡、调节免疫反应而备受关注,但多数研究停留在局部给药,全身安全性及机制未明。霍乱弧菌分泌的成孔毒素MakA在体外可抑制多种癌细胞增殖,却尚未系统评估其全身治疗潜力与肿瘤微环境(TME)调控作用。为此,Lingyu Li等人利用免疫缺陷NOD/SCID小鼠建立CT26同源移植模型,首次证实MakA静脉给药无可见毒性,却显著抑制肿瘤生长,相关成果发表于《Cell Death & Disease》。
作者采用的关键技术包括:①NOD/SCID小鼠CT26皮下移植模型;②静脉与腹腔多次剂量MakA系统给药;③流式细胞术、免疫荧光及RNAscope原位转录组分析TME免疫细胞组成;④qPCR/Western blot检测CCL2、IFN-γ、IL-1β等细胞因子;⑤骨髓来源巨噬细胞(BMDM)体外极化实验。
研究结果按原文小标题归纳如下:
系统给药MakA无毒性
递增剂量静脉注射未引起C57BL/6或NOD/SCID小鼠体重、体温及临床评分变化,肝脾组织学无损伤,证明安全窗宽。
MakA招募单核细胞与中性粒细胞
腹腔给药6小时后,MakA组腹膜腔F4/80巨噬细胞比例下降,CD11bLy6C单核细胞与CD11bLy6G中性粒细胞显著增多,提示其选择性驱动先天免疫细胞浸润。
MakA抑制肿瘤生长且无损正常组织
NOD/SCID小鼠接种CT26后,每3天静脉给予100 μg MakA共3次,肿瘤体积指数与重量显著降低,Ki67增殖细胞减少,肝脾重量及组织学无异常,证明抗肿瘤活性与全身安全并存。
MakA促进TAM富集
流式与免疫荧光显示,MakA组瘤内CD11bF4/80总巨噬细胞及CD206 M2样、CD206 M1-like亚群均显著升高,体外250 nM MakA亦诱导BMDM向M1极化,提示其重塑TAM表型。
MakA上调CCL2及促炎介质
瘤内Ccl2 mRNA与CCL2蛋白显著升高,伴随Il1b、Tnf、Ifng、Ifnb1、Cxcl10、Mx1等促炎基因上调,而抑炎Il10、Tgfb1亦同步增加,呈现“促炎-调控”双轨信号。
MakA诱导巨噬细胞来源IFN-γ驱动肿瘤凋亡
RNAscope-IF共定位显示,MakA组F4/80巨噬细胞中Ifng转录本比例升高,Ifng/Il10比值增大,伴随裂解caspase-3凋亡癌细胞增多,Ki67肿瘤细胞减少,表明巨噬细胞分泌IFN-γ介导细胞毒效应。
结论与讨论
该研究首次阐明,系统给药的MakA毒素可安全富集于结直肠癌组织,通过CCL2依赖的单核/巨噬细胞招募与IFN-γ主导的M1极化,重塑免疫抑制性TME为炎性抗肿瘤微环境,实现低毒高效抑制肿瘤生长。鉴于MakA对正常组织无损伤且兼具免疫调节与直接细胞毒作用,其作为细菌来源靶向TME候选药物,为转移性或术后辅助治疗的临床转化提供新思路。未来需进一步在免疫健全模型及人源化平台验证其适应性免疫协同效应,并优化给药方案以扩大安全窗。
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