干扰素驱动的CAF重编程增强结直肠癌新辅助放疗的免疫原性响应

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Cell Reports Medicine 11.7

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  本研究针对结直肠癌(CRC)患者对新辅助放疗(RT)响应率低的问题,揭示了干扰素-γ(IFN-γ)通过激活STING-IRF1通路诱导免疫许可型癌症相关成纤维细胞(ilCAF)分化的新机制。研究人员通过单细胞测序发现ilCAF通过分泌CCL4/CCL5招募T细胞和树突状细胞,显著提升放疗敏感性。该研究为STING激动剂联合放疗的临床转化提供了理论依据,发表于《Cell Reports Medicine》。

  

在结直肠癌治疗领域,新辅助放疗的完全缓解率长期徘徊在15%-30%,多数患者面临放射抵抗的困境。这种治疗瓶颈与肿瘤微环境(TME)中高度异质性的癌症相关成纤维细胞(CAF)密切相关,但其具体机制犹如"黑箱"。传统观点认为CAF主要发挥促癌作用,然而复旦大学附属肿瘤医院放射治疗科的研究团队通过单细胞解析,意外发现了具有免疫调节功能的CAF新亚群,为破解放射抵抗难题提供了全新视角。

研究人员运用单细胞RNA测序(scRNA-seq)等技术,对14例直肠癌患者的放疗前后样本进行多组学分析。主要技术路线包括:建立患者来源的CAF原代培养模型,采用20 Gy剂量体外放射处理;构建MC38小鼠结直肠癌移植瘤模型和Apcmin/+自发肿瘤模型;通过流式细胞术、多重免疫荧光和批量转录组测序验证机制;使用STING激动剂SR717进行联合治疗评估。

Interferon-driven CAF reprogramming augments immunogenic response to neoadjuvant radiotherapy in colorectal cancer
研究团队在放疗响应性肿瘤中鉴定出IRF1highCCL4+的ilCAF亚群。单细胞轨迹分析显示,这类细胞由经典iCAF经IFN-γ/STAT1信号驱动转化而来,在放疗后显著富集。临床数据分析证实,ilCAF特征与患者生存期延长显著相关。

RT induces enrichment of ilCAFs to promote anti-tumor responses
机制研究发现,ilCAF通过CCL4-CCR5轴招募CD8+ T细胞和CD103+ cDC1细胞。在irf1-/-小鼠模型中,ilCAF缺失导致放疗效果降低57%,证实其关键作用。多重免疫荧光显示,放疗后肿瘤内IL-1β+CAF减少而IRF1+CAF增加3.2倍。

ilCAFs mediate radiation-induced senescence via the IFN-γ/STAT1 pathway
体外实验证实,IFN-γ通过激活STAT1-STING级联反应诱导ilCAF分化。Western blot显示放疗后p-STAT1/STAT1比值提升4.5倍,STING激动剂SR717可进一步增强该效应。在Tmem173-/-小鼠中,STING缺失使ilCAF比例降低68%。

STING agonist augments anti-tumor efficacy in spontaneous CRC models
在Apcmin/+和AOM/DSS两种自发肿瘤模型中,SR717联合放疗使肿瘤负荷降低76%。流式分析显示联合治疗组肿瘤浸润CD8+ T细胞增加2.3倍,且TCF1+干细胞样T细胞比例显著升高。

STING agonist reversed the radioresistant effect
在放射抵抗的MC38模型中,SR717使肿瘤对8 Gy放射的敏感性恢复至原始水平的82%。转录组分析显示联合治疗显著激活IFN-γ/STING通路相关基因(Irf1、Stat1、Ccl4等)。

这项研究首次系统阐释了CAF异质性在放疗响应中的双刃剑作用,突破性地发现IFN-γ-STING-IRF1轴驱动的ilCAF亚群具有免疫激活功能。临床意义在于:①为预测放疗敏感性提供新型生物标志物(IRF1/CCL4);②阐明CCL4-CCR5是改善TME的潜在靶点;③证实STING激动剂可克服放射抵抗。该成果不仅为结直肠癌治疗提供"放疗+免疫"新策略,其发现的ilCAF特征在乳腺癌、食管癌等多癌种中同样具有预后价值,为肿瘤微环境研究开辟了新方向。

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