研究概述

该研究由Lei Zhao、Zonghan Wang、Yuying Tan等研究者完成，所属机构包括吉林大学第一医院器官再生与移植教育部重点实验室以及吉林大学多个研究机构，通讯作者为Wentao Liu和Yong-Guang Yang。文章发表于《Cell Reports》的2024年12月24日卷，篇名为“IL-17A/CEBPB/OPN/LYVE-1 axis inhibits anti-tumor immunity by promoting tumor-associated tissue-resident macrophages”，DOI为10.1016/j.celrep.2024.115039。

研究背景

研究领域隶属于肿瘤免疫学，聚焦于肿瘤微环境中的免疫逃逸机制及相关信号通路。肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-Associated Macrophages，TAMs）作为一种肿瘤免疫抑制的重要成分，居于肿瘤微环境的核心地位。先前研究指出，IL-17A（白介素-17A）是一种由CD4⁺ T辅助细胞分泌的促炎性因子，不仅与多种肿瘤类型的进展与转移相关，还在炎症性疾病中发挥重要作用。然而，IL-17A在肿瘤中的具体机制具有争议性，这可能源于其在不同肿瘤类型中的双重角色。研究的主要目的是通过揭示IL-17A与肿瘤相关巨噬细胞及其信号通路之间的关系，阐明这种促肿瘤作用的潜在机制，并探索潜在的癌症治疗靶点。

研究流程

1. 方法概述

研究分为以下几个部分：(1) 在三阴性乳腺癌（TNBC）患者和小鼠模型中分析IL-17A及其信号通路的表达模式；(2) 指定IL-17A通过激活CEBPB（CCAAT/enhancer-binding protein beta）促进肿瘤细胞分泌OPN（osteopontin，骨桥蛋白），以及OPN与LYVE-1（lymphatic vessel endothelial receptor-1）在巨噬细胞中的交互机制；(3) 通过体内和体外实验阐明各种信号响应；(4) 通过阻断相关信号路径分析其在抗肿瘤治疗中的潜力。

2. 样本与实验设计

1. 人类样本分析：采集10例三阴性乳腺癌患者的肿瘤组织与血清，用免疫组化和RNA测序技术检测IL-17A及其受体IL-17RA/RC表达；

2. 小鼠模型研究：利用小鼠TNBC细胞系4T1在BALB/c小鼠乳腺注射构建肿瘤模型，通过基因敲除（CRISPR-Cas9）与中和抗体特异性抑制IL-17A、OPN或LYVE-1以评估其生物功能；

3. 细胞实验：通过IL-17A重组蛋白刺激4T1细胞，结合RNA测序、qPCR和Western Blot，分析OPN和CEBPB的表达变化；

4. 分子互作与通路功能验证实验：荧光共聚焦显微镜、免疫共沉淀（Co-IP）、表面等离子体共振（SPR）及转录活性双荧光素酶报告实验明确OPN与LYVE-1的结合及其信号活性。

3. 数据分析流程

通过高通量数据分析生物通路富集，用统计学方法验证各实验组间内在联系，具体包括差异基因表达（DEG）、Kaplan-Meier预后分析和通路富集分析（如KEGG分析）。

实验结果

1. IL-17A促进肿瘤进展的机制

研究发现IL-17A在患者肿瘤组织中显著高表达，且其表达水平与预后负相关。在小鼠实验中，中和IL-17A的单克隆抗体可显著抑制肿瘤生长和延长小鼠存活，同时增强抗PD-L1疗法的疗效。

2. OPN在肿瘤细胞中的关键作用

IL-17A通过其受体（IL-17RA/RC）激活肿瘤细胞内的CEBPB，显著提升了OPN的转录与分泌。功能实验显示4T1细胞中CEBPB敲除严重削弱OPN的表达，而基于CRISPR-Cas9构建的OPN敲除细胞（4T1OPN-KO）在模型小鼠中表现为肿瘤显著缩小。

3. LYVE-1在TRMs中的关键作用

TRMs（Tissue-Resident Macrophages）的LYVE-1受体被证明是OPN的高亲和结合位点。研究通过SPR确认OPN与LYVE-1结合的高亲和性（Kd=2.864×10⁻⁶M），并证实OPN/LYVE-1信号通过JNK/c-Jun通路促进TRMs的增殖。

4. TAM亚群的功能差异

研究首次精确量化了LYVE-1⁺ TRM-TAMs与LYVE-1⁻ MDM-TAMs的功能差异。结果显示，OPN通过LYVE-1信号促进TRM-TAMs的增殖，而通过与α4β1整合素互作引导MDM-TAMs的趋化迁移。

5. 信号路径阻断的治疗潜力

LYVE-1的特异性缺失（基因敲除模型LYZCreLYVE-1f/f小鼠）阻断了TRM-TAM的发展，显著延缓肿瘤生长并增强CD8⁺ T细胞对肿瘤的浸润和杀伤效应。

研究结论

该研究揭示了IL-17A通过刺激肿瘤细胞分泌OPN以介导TAM生成的机制，明确了OPN/LYVE-1轴是三阴性乳腺癌中肿瘤免疫逃逸的一条核心通路。研究指出，LYVE-1⁺ TRM-TAMs是高度免疫抑制的，并且是IL-17A/OPN信号轴促肿瘤效应的重要下游效应器。这项研究在明确肿瘤微环境中免疫抑制靶点的同时，为开发新的癌症免疫治疗提供了重要的理论依据。

研究亮点

1. 阐明了一条崭新的肿瘤免疫抑制通路——IL-17A/CEBPB/OPN/LYVE-1轴；
2. 首次揭示LYVE-1作为TRM-TAMs特异标记的功能性角色；
3. 阐明OPN通过不同机制对TAM亚群进行调控，丰富了对肿瘤免疫微环境作用机制的理解；
4. 实验证实阻断IL-17A/LYVE-1信号途径可增强抗PD-L1的疗效，为治疗三阴性乳腺癌提供新的方向。

研究意义

该研究从肿瘤微环境与免疫调控的角度出发，为理解肿瘤免疫逃逸机制提供了新的视角，并为肿瘤免疫治疗开辟了新的靶点。特别是在三阴性乳腺癌这样治疗选择有限的肿瘤类型中，IL-17A/OPN/LYVE-1轴的阻断具有重要的临床转化潜力。这一工作不仅深化了肿瘤与免疫系统相互作用的科学认知，也为后续针对TRM-TAMs的靶向治疗研究奠定了基础。