CXCL10/CXCR3轴通过激活RAF通路促进结直肠癌中巨噬细胞M2极化的机制研究

《Hormones & Cancer》：CXCL10/CXCR3 axis facilitates the M2 polarization of macrophages in colorectal cancer via activating RAF

本研究针对结直肠癌(CRC)免疫抑制微环境中肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)M2极化的调控机制展开探索。研究人员发现CRC细胞高表达的CXCL10通过CXCR3受体激活RAF/ERK信号通路，诱导巨噬细胞向M2表型转化，进而抑制其吞噬功能并促进肿瘤进展。该研究揭示了CXCL10/CXCR3轴作为CRC免疫治疗新靶点的潜力。

　　

在当今癌症研究领域，结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)始终是全球范围内最具威胁的恶性肿瘤之一。据统计，其发病率和死亡率分别位居全球癌症的第三位和第二位，给人类健康带来沉重负担。尽管手术、放化疗及免疫检查点抑制剂等治疗手段不断进步，但绝大多数微卫星稳定(Microsatellite Stable, MSS)型结直肠癌患者对现有的免疫治疗反应不佳，这成为临床上面临的主要挑战。这一治疗困境的背后，是肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)的免疫抑制状态在作祟，而肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-Associated Macrophages, TAMs)正是塑造这种抑制性环境的关键角色。

巨噬细胞作为免疫大军中的重要成员，通常可分为抗击肿瘤的M1型和促进肿瘤发展的M2型。在健康的机体中，二者保持平衡，共同维护内环境稳定。然而，在结直肠癌的微环境中，肿瘤细胞通过各种手段"教唆"巨噬细胞极化为M2表型，这些被"策反"的M2巨噬细胞进而抑制免疫反应、促进肿瘤生长和转移。因此，深入探究M2巨噬细胞极化的分子机制，寻找逆转这一过程的关键靶点，对于打破结直肠癌的免疫抑制屏障、提高治疗效果具有重大意义。

近期发表在《Discover Oncology》的一项研究为我们带来了新的希望。由孙曦、褚伟建、魏懿、杜丹薇和李艳艳组成的研究团队发现，一种名为CXCL10的趋化因子及其受体CXCR3可能是调控结直肠癌中巨噬细胞极化的关键分子开关。他们的研究表明，结直肠癌细胞通过分泌CXCL10，激活巨噬细胞表面的CXCR3受体，进而启动细胞内的RAF/ERK信号通路，最终诱导巨噬细胞向M2表型转化。

为开展此项研究，研究人员综合运用了生物信息学分析、体外细胞共培养模型、蛋白质印迹法(Western Blot)、流式细胞术、酶联免疫吸附测定(ELISA)、细胞活力检测(CCK-8法)、免疫荧光和Transwell侵袭实验等多种技术手段。其中，生物信息学分析基于基因表达综合数据库(GEO)的三个数据集和癌症基因组图谱(TCGA)数据，识别出在结直肠癌中差异表达的基因。

研究结果方面，通过生物信息学分析筛选出CXCL10作为候选靶点。研究人员发现，在结直肠癌组织中CXCL10显著高表达，提示其可能是结直肠癌的潜在致病因子。随后，通过体外实验证实，CXCL10促进巨噬细胞M2极化。当研究人员构建CXCL10过表达的结直肠癌细胞HCT116，并将其与巨噬细胞共培养时，发现M2型巨噬细胞标志物CD206和精氨酸酶1(Arg1)表达上升，而M1型标志物CD86和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)表达下降。同时，M2型巨噬细胞相关的抗炎因子白细胞介素-10(IL-10)分泌增加，而M1型相关的促炎因子IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)分泌减少。

在功能层面，CXCL10抑制巨噬细胞的吞噬能力。研究显示，CXCL10过表达的结直肠癌细胞可降低巨噬细胞表面FcγRI和Siglec-1的表达，并抑制其酸性磷酸酶(ACP)活性，这表明CXCL10削弱了巨噬细胞的吞噬功能和溶酶体酶活性。进一步机制探究发现，CXCL10通过CXCR3/RAF/ERK通路发挥作用。CXCL10过表达的结直肠癌细胞能够激活巨噬细胞中的RAF/ERK信号通路，而使用CXCR3抑制剂NBI-74330或RAF抑制剂MCP110均可逆转CXCL10诱导的M2极化及相关功能改变。

研究还证实，M2极化巨噬细胞促进结直肠癌细胞恶性行为。将经CXCL10过表达结直肠癌细胞刺激后的巨噬细胞条件培养基用于培养结直肠癌细胞，可显著增强后者的增殖能力和侵袭能力。而这一效应同样可被CXCR3或RAF抑制剂所逆转。

综上所述，本研究系统阐明了CXCL10/CXCR3轴通过激活RAF/ERK信号通路诱导巨噬细胞M2极化，进而促进结直肠癌进展的新机制。这一发现不仅深化了我们对结直肠癌免疫微环境调控机制的理解，更重要的是为MSS型结直肠癌的免疫治疗提供了潜在的新靶点。针对CXCL10/CXCR3轴的干预策略，未来可能与传统免疫检查点抑制剂形成协同效应，为改善结直肠癌患者预后开辟新的治疗途径。