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为解决免疫疗法(如免疫检查点抑制剂 ICIs)缺乏有效预后生物标志物的问题,研究人员开展了关于癌症干细胞标志物 CD44 在 33 种人类癌症中预后价值及免疫功能的研究。结果发现 CD44 与肿瘤分期、预后及免疫微环境相关,可作为潜在免疫治疗靶点和生物标志物。
在癌症治疗领域,免疫疗法如免疫检查点抑制剂(ICIs)的出现为癌症患者带来了新希望。像程序性死亡 - 1 / 程序性细胞死亡配体(PD1/PD-L1)、细胞毒性 T 淋巴细胞相关抗原 - 4(CTLA4)等 ICIs,在多种恶性肿瘤治疗中展现出一定效果。然而,并非所有患者都能从中获益,部分患者存在原发性或获得性耐药问题。同时,目前也缺乏有效的生物标志物来预测 ICIs 治疗的预后效果 。因此,寻找更有效的治疗靶点和生物标志物迫在眉睫。
在此背景下,四川大学华西医院的研究人员开展了一项关于癌症干细胞标志物 CD44 的研究。该研究发表在《Cancer Cell International》杂志上。研究人员发现,CD44 不仅是癌症干细胞的重要标志物,还在多种恶性肿瘤中展现出作为潜在预后和免疫生物标志物的价值,有望成为免疫治疗的新靶点。
研究人员开展此项研究时,运用了多种关键技术方法。首先,从癌症基因组图谱(TCGA)数据库获取数据,运用 Sangerbox 软件分析 CD44 表达与多种指标的相关性。同时,利用免疫荧光染色技术观察 CD44 在肿瘤细胞中的定位。此外,构建表达 shRNA - CD44 的稳定 MC38 细胞系,并建立小鼠异种移植模型,以此探究 CD44 对肿瘤生长和免疫微环境的影响 。
研究结果如下:
- CD44 的定位与表达:通过检索人类蛋白质图谱(HPA)数据库和对结肠癌细胞系进行免疫荧光染色,发现 CD44 定位于肿瘤细胞的细胞质和细胞膜,且在多种肿瘤组织中异常表达,在大多数肿瘤的晚期阶段呈现上调趋势。
- CD44 与预后的关系:基于 TCGA 数据和临床信息,运用 Cox 比例风险回归模型分析发现,在睾丸生殖细胞肿瘤(TGCT)、多形性胶质母细胞瘤(GBMLGG)等多种癌症中,高表达 CD44 的患者总生存期(OS)和癌症特异性生存期(CSS)较差;而在葡萄膜黑色素瘤(UVM)中,高表达 CD44 的患者生存期较好。
- CD44 的生物学功能:基因集富集分析(GSEA)显示,高表达 CD44 的样本中,许多与癌症干细胞相关的基因集和免疫相关的基因集被富集,表明 CD44 参与细胞黏附、迁移、上皮 - 间质转化(EMT)等过程,以及免疫反应中的多个环节。
- CD44 与免疫细胞浸润的关系:研究发现 CD44 表达与肿瘤纯度显著相关,且在多种癌症中,CD44 表达与 CD4+T 细胞、B 细胞、CD8+T 细胞等多种免疫细胞的浸润水平相关,在部分癌症中与调节性 T 细胞(Tregs)、巨噬细胞 M1 和 M2 的数量也有较强关联。
- CD44 与免疫相关指标的关系:CD44 表达与趋化因子、免疫受体、主要组织相容性复合体(MHC)相关基因、免疫检查点(如 PD - 1、PD - L1 等)存在正相关。此外,在部分癌症中,CD44 表达与肿瘤突变负荷(TMB)、微卫星不稳定性(MSI)和新抗原负荷呈正相关,在另一些癌症中则呈负相关。
- CD44 甲基化的影响:计算 CD44 在多种癌症中的启动子甲基化水平发现,其甲基化状态与 T 细胞功能障碍和患者预后相关。在部分癌症中,低甲基化的 CD44 与 T 细胞功能障碍和不良预后相关;而在肺腺癌(LUAD)中,低甲基化的 CD44 虽与 T 细胞功能障碍相关,但却是患者的保护因素。
- CD44 对小鼠结肠癌的影响:构建表达 shRNA - CD44 的 MC38 细胞系并建立小鼠模型,发现敲低 CD44 可抑制肿瘤细胞增殖、集落形成和迁移,抑制小鼠皮下异种移植肿瘤生长,延长小鼠生存期。同时,敲低 CD44 会使小鼠结肠癌免疫微环境中的 CD4+、CD8+T 细胞和髓源性抑制细胞(MDSC)增加,Tregs 减少。
研究结论和讨论部分指出,CD44 在肿瘤中的作用十分复杂。一方面,它在多数癌症中与不良预后相关,促进肿瘤进展;另一方面,在某些癌症中却有着不同的作用。CD44 不仅参与肿瘤细胞的多种生物学过程,还与免疫微环境密切相关,影响免疫治疗效果。其甲基化状态也在肿瘤发生发展中发挥重要作用。该研究全面揭示了 CD44 在多种癌症中的作用,为癌症的免疫治疗提供了新的思路和潜在靶点,有助于推动个性化免疫治疗的发展,具有重要的临床意义。