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代谢激活且高度多功能的瘤内VISTA+调节性B细胞与早期NSCLC肿瘤复发相关

期刊:molecular cancerDOI:10.1186/s12943-024-02209-2

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作者及机构
本研究由Domenico Lo Tartaro(第一作者)、Beatrice Aramini和Valentina Masciale等来自意大利莫德纳和雷焦艾米利亚大学(University of Modena and Reggio Emilia)、G.B. Morgagni-L. Pierantoni医院等机构的研究团队合作完成,通讯作者为Sara De Biasi和Andrea Cossarizza。论文发表于期刊*Molecular Cancer*,发表日期为2025年,论文标题为《Metabolically activated and highly polyfunctional intratumoral VISTA+ regulatory B cells are associated with tumor recurrence in early-stage NSCLC》。


学术背景
非小细胞肺癌(NSCLC)是全球第二大常见癌症,手术切除是早期和局部晚期NSCLC的标准治疗方式,但术后30%-55%的患者会出现复发。肿瘤微环境(TME)中的免疫细胞,特别是B细胞和T细胞的相互作用,对肿瘤进展和免疫治疗响应具有重要影响。近年来,B细胞被发现是调控肿瘤免疫的关键角色,尤其是具有免疫抑制功能的调节性B细胞(Bregs)。然而,Bregs在NSCLC中的表型特征、代谢状态及其与T细胞的相互作用机制仍不清楚。此外,抑制性免疫检查点分子VISTA(V-domain Ig suppressor of T-cell activation)及其配体PSGL-1(P-selectin glycoprotein ligand-1)在肿瘤免疫中的作用尚未充分阐明。本研究旨在揭示NSCLC肿瘤微环境中VISTA+ Bregs的代谢和功能特征,探索这些细胞与PSGL-1+ T细胞的相互作用及其对肿瘤复发的潜在影响。


研究流程与方法
1. 样本收集与处理
研究纳入了48例早期NSCLC患者(IA-IIIA期)的肿瘤组织和外周血样本。所有患者均未接受过化疗或放疗。肿瘤组织通过手术切除后,使用机械法和酶解法分离肿瘤浸润淋巴细胞(TILs),外周血单核细胞(PBMCs)通过Ficoll密度梯度离心法分离。

  1. 多色流式细胞术与质谱流式细胞术
    研究团队采用了19参数的多色流式细胞术(polychromatic flow cytometry)和质谱流式细胞术(CyTOF)分析B细胞和T细胞的表型及代谢特征。对472,627个肿瘤浸润B细胞和538,862个外周血B细胞进行了聚类分析(FlowSOM算法),发现20个B细胞亚群,其中两个亚群(C18和C20)被鉴定为VISTA+ Bregs。

  2. 空间转录组学分析
    利用公开的空间转录组数据,研究了B细胞与T细胞在三级淋巴结构(TLS)中的空间分布及相互作用。通过NicheNet算法预测了B细胞与T细胞之间的配体-受体对,发现VISTA-PSGL-1轴可能是潜在的调控通路。

  3. 代谢分析
    采用单细胞代谢调控组分析(scMEP),通过检测19种代谢蛋白(如GLUT1、LDHA、CPT1A等)的表达水平,评估B细胞和T细胞的代谢状态。结果显示,VISTA+ Bregs表现出高代谢活性和多功能性,能够同时分泌IL-10、TGF-β、GM-CSF等细胞因子。

  4. 功能实验
    通过体外刺激实验(PMA/离子霉素),分析了VISTA+ Bregs和PSGL-1+ T细胞的细胞因子分泌能力。VISTA+ Bregs表现出高水平的IL-10和TGF-β分泌,而PSGL-1+ T细胞则显示出更强的细胞毒性(如颗粒酶B和穿孔素表达)。

  5. 计算模型与预后分析
    通过Pencil算法和Cox比例风险模型,预测了特定免疫细胞亚群与肿瘤复发的关联。结果显示,肿瘤中VISTA+ Bregs和PSGL-1+ T细胞的高比例与术后12个月内的高复发风险显著相关。


主要研究结果
1. VISTA+ Bregs的发现
通过流式细胞术和质谱分析,首次在NSCLC肿瘤微环境中鉴定出VISTA+ Bregs。这些细胞高表达IL-10和VISTA,并在肿瘤组织中富集(占比高于外周血)。伪时间分析(pseudotime analysis)表明,VISTA+ Bregs的分化轨迹与浆细胞不同,提示其可能来源于独特的调控途径。

  1. 代谢特征
    scMEP分析显示,VISTA+ Bregs具有高代谢需求,激活了糖酵解、三羧酸循环(TCA)、脂肪酸氧化(FAO)和氨基酸代谢通路。这些代谢特征与免疫抑制功能相关,例如IL-10的分泌依赖于线粒体活性。

  2. 空间定位与相互作用
    空间转录组和多重免疫荧光显示,VISTA+ Bregs与PSGL-1+ T细胞在TLS边缘共定位,支持VISTA-PSGL-1轴作为潜在的免疫抑制机制。NicheNet分析预测,这种相互作用可能通过上调CTLA-4和FASLG等基因抑制T细胞功能。

  3. PSGL-1+ T细胞的特性
    PSGL-1+ CD4+和CD8+ T细胞表现出高细胞毒性(颗粒酶B+)及代谢激活状态,但同时高表达PD-1和CTLA-4,提示其功能可能受抑制性微环境调控。

  4. 预后意义
    计算模型发现,VISTA+ Bregs和PSGL-1+ T细胞的高比例是术后复发的独立预测因素(HR=1.41,95% CI=0.98-2.03),而缺乏PSGL-1- TRM细胞的患者复发风险更低(HR=0.64)。


研究结论与意义
本研究首次揭示了NSCLC肿瘤微环境中VISTA+ Bregs的代谢活性和功能特性,并提出了VISTA-PSGL-1轴作为新的免疫抑制机制。这些发现为理解肿瘤复发提供了新的视角:
- 科学价值:阐明Bregs通过代谢重编程和细胞间接触抑制抗肿瘤免疫的机制。
- 临床价值:VISTA和PSGL-1可作为预测复发或免疫治疗耐药性的生物标志物,并为靶向干预提供新策略(如联合阻断VISTA和PD-1)。


研究亮点
1. 创新性发现:首次报道VISTA在Bregs上的表达及其与PSGL-1+ T细胞的相互作用。
2. 多组学方法:结合流式细胞术、空间转录组和代谢组学,全面解析免疫细胞功能。
3. 临床转化潜力:提出的预测模型可指导术后辅助治疗的选择。


其他有价值的内容
研究还发现VISTA+ Bregs在反应性淋巴结和肝癌组织中存在,提示其在多种肿瘤微环境中的潜在普适性作用。此外,代谢干预(如靶向CD36或CPT1A)可能成为未来联合治疗的方向。

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