基于生物材料的胰腺癌模型揭示KLK6通过招募中性粒细胞和免疫抑制调控肿瘤微环境的新机制

【编辑推荐】胰腺癌治疗面临肿瘤微环境(TME)介导的免疫抑制屏障难题。德国德累斯顿工业大学团队利用星形聚乙二醇-肝素(star-PEG-heparin)水凝胶构建3D疾病模型，结合CRISPR/Cas9技术发现激肽释放酶相关肽酶6(KLK6)通过调控中性粒细胞招募和精氨酸酶1(Arg1)表达促进免疫抑制，并降低抗PD-1疗法响应。该研究为胰腺癌免疫治疗提供新靶点，发表于《Biomaterials》。

　　

胰腺癌被称为"癌中之王"，五年生存率不足5%，其治疗困境主要源于独特的肿瘤微环境(TME)——致密的纤维化屏障包裹着肿瘤细胞，同时充斥着免疫抑制细胞和异常表达的蛋白酶。这种复杂的生态位使得传统疗法和新兴的免疫治疗均难以奏效。更棘手的是，现有二维培养模型和动物实验无法准确模拟人类胰腺癌TME中蛋白酶与基质的立体互作网络，导致大量临床前研究成果难以转化。

德国德累斯顿工业大学团队在《Biomaterials》发表的研究中，创新性地采用基质金属蛋白酶(MMP)可降解的星形聚乙二醇-肝素(star-PEG-heparin)水凝胶平台，构建了包含患者来源的胰腺导管腺癌(PDAC)细胞、癌症相关成纤维细胞(CAFs)和外周血单个核细胞(PBMCs)的3D疾病模型。通过CRISPR/Cas9基因编辑和高通量RNA测序(RNA-seq)，首次揭示激肽释放酶相关肽酶6(KLK6)作为中性粒细胞招募和免疫抑制的关键调控因子，并证实其对抗PD-1免疫检查点治疗的负面影响。

关键技术包括：1）生物材料构建的3D水凝胶模型（含MMP降解位点和RGD粘附肽）；2）CRISPR/Cas9敲除KLK6；3）患者来源样本分析（经伦理委员会批准EK76032013）；4）RNA-seq解析免疫相关通路；5）体外中性粒细胞功能实验。

【KLK6表达具有PDAC预后价值】
组织微阵列(TMA)显示KLK6在恶性PDAC组织中特异性高表达，与患者不良预后显著相关。CRISPR/Cas9成功构建KLK6敲除模型，证实其促进肿瘤生长的功能。

【KLK6调控免疫相关基因】
RNA-seq发现KLK6下调抗原呈递相关基因，上调中性粒细胞趋化因子CXCL1/2/3。患者数据验证KLK6水平与中性粒细胞浸润正相关。

【KLK6驱动中性粒细胞招募】
体外实验显示KLK6缺失导致中性粒细胞迁移减少。KLK6敲除培养基培养的中性粒细胞精氨酸酶1(Arg1)表达降低，提示免疫抑制表型减弱。

【KLK6影响免疫治疗响应】
KLK6调控PD-L1等免疫检查点分子表达，KLK6缺失细胞对抗PD-1治疗敏感性增强。

这项研究通过创新的生物材料平台，首次将KLK6定位为连接蛋白酶活性与胰腺癌免疫抑制的关键节点。其调控中性粒细胞招募和Arg1表达的新机制，为破解胰腺癌免疫治疗抵抗提供了理论依据。更深远的意义在于，该3D模型成功模拟了人类TME中蛋白酶-基质-免疫细胞的立体互作网络，为后续靶向KLK6的药物开发奠定了可靠的研究范式。研究获得欧盟地平线2020计划资助（ERC 864253），凸显其转化医学价值。