类型a
主要作者与研究机构
该研究的主要作者包括Yang Chen、Jiha Kim、Sujan Yang等，通讯作者为Raghu Kalluri。研究团队隶属于美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心（University of Texas MD Anderson Cancer Center）的癌症生物学系、解剖病理学系以及基因组医学系。这项研究发表于2021年4月12日的《Cancer Cell》期刊上。
学术背景
本研究属于肿瘤学和肿瘤微环境领域，聚焦胰腺导管腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC）中I型胶原蛋白（Type I Collagen, COL1）的功能。PDAC是一种高度恶性的肿瘤，其显著特征是丰富的间质反应（desmoplastic reaction），其中COL1是主要成分之一。尽管COL1在PDAC中的积累已被广泛报道，但其具体分子机制和功能仍不明确。以往研究表明，活化的胰腺星状细胞（Pancreatic Stellate Cells, PSCs）或α-平滑肌肌动蛋白阳性（ASMA+）的肌成纤维细胞（myofibroblasts）是COL1的主要生产者，但它们在肿瘤进展中的作用存在争议。此外，肿瘤免疫抑制微环境被认为是PDAC治疗失败的重要原因。因此，本研究旨在通过双重组酶小鼠模型特异性删除ASMA+肌成纤维细胞中的COL1，揭示其在肿瘤免疫调控和疾病进展中的作用。
研究流程
本研究分为多个步骤，详细描述如下：
双重组酶小鼠模型的构建与验证
研究团队使用了两种基于Cre-loxP和Flp-FRT系统的双重组酶小鼠模型：KPPF（fsf-KrasG12D/+;Trp53frt/frt;Pdx1-flp）和KPPC（Lsl-KrasG12D/+;Trp53loxp/loxp;Pdx1-cre）。这些模型能够模拟自发性PDAC的发生和发展。为了特异性删除ASMA+肌成纤维细胞中的COL1，研究团队构建了KPPF;Col1smako小鼠（fsf-KrasG12D/+;Trp53frt/frt;Pdx1-flp;Asma-cre;Col1a1loxp/loxp）。通过对肿瘤组织进行染色、圆偏振光显微镜和原子力显微镜分析，验证了COL1的缺失及其对肿瘤间质硬度的影响。
单细胞RNA测序分析
研究团队对KPPF和KPPF;Col1smako小鼠的胰腺肿瘤进行了单细胞RNA测序（scRNA-seq），以确定COL1缺失对肿瘤微环境中各种细胞亚群的影响。结果表明，COL1主要由ASMA+肌成纤维细胞产生，并且COL1缺失导致骨髓源性抑制细胞（Myeloid-Derived Suppressor Cells, MDSCs）的增加。
免疫细胞分析
通过流式细胞术和免疫组化染色，研究团队分析了COL1缺失对肿瘤免疫微环境的影响。结果显示，COL1缺失显著增加了CD206+F4/80+精氨酸酶-1（Arg1+）MDSCs的数量，同时减少了T细胞和B细胞的浸润。
CXCL5和SOX9的作用机制研究
研究团队通过RNA测序和qRT-PCR分析发现，COL1缺失导致肿瘤细胞中CXCL5表达上调，而CXCL5的上调与SOX9的激活相关。进一步实验表明，COL1缺失通过减少间质COL1含量，诱导SOX9调控的CXCL5表达，从而促进MDSCs的招募。
药物干预实验
研究团队使用CXCR2抑制剂（SB-225002）和CCR2抑制剂（RS-504393）处理KPPF和KPPF;Col1smako小鼠，评估这些药物对肿瘤进展的影响。结果表明，联合抑制CXCR2和CCR2能够逆转COL1缺失引起的肿瘤加速进展。
主要结果
1. COL1缺失对肿瘤进展的影响
COL1缺失显著加速了PDAC的进展，并降低了小鼠的总体生存率。COL1缺失导致肿瘤组织中COL1含量减少约50%，并使肿瘤组织变得更柔软。此外，COL1缺失并未影响血管密度或完整性。
COL1缺失对免疫微环境的影响
COL1缺失显著改变了肿瘤免疫微环境，表现为MDSCs数量增加和T/B淋巴细胞数量减少。具体而言，COL1缺失导致CD206+F4/80+Arg1+MDSCs的增加，这些细胞通过精氨酸酶-1抑制T细胞和B细胞的功能。
CXCL5和SOX9的作用机制
RNA测序和qRT-PCR分析显示，COL1缺失导致肿瘤细胞中CXCL5表达上调，而CXCL5的上调与SOX9的激活相关。进一步实验表明，COL1缺失通过减少间质COL1含量，诱导SOX9调控的CXCL5表达，从而促进MDSCs的招募。
药物干预的效果
联合抑制CXCR2和CCR2能够显著改善KPPF;Col1smako小鼠的生存率，并逆转COL1缺失引起的免疫微环境改变。
结论与意义
本研究表明，ASMA+肌成纤维细胞产生的COL1在PDAC微环境中具有重要的肿瘤抑制功能。COL1缺失通过上调CXCL5和SOX9，促进CD206+F4/80+Arg1+MDSCs的招募，从而加剧肿瘤免疫抑制和疾病进展。此外，联合抑制CXCR2和CCR2能够逆转COL1缺失引起的肿瘤加速进展，这为PDAC的治疗提供了新的潜在策略。
研究亮点
1. 首次通过双重组酶小鼠模型特异性删除ASMA+肌成纤维细胞中的COL1，揭示了其在PDAC中的功能。 2. 发现COL1缺失通过CXCL5-SOX9轴促进MDSCs的招募，揭示了COL1在肿瘤免疫调控中的新机制。 3. 提出联合抑制CXCR2和CCR2作为逆转COL1缺失引起的肿瘤加速进展的潜在治疗策略。
其他有价值内容
本研究还强调了肿瘤间质成分在PDAC进展中的复杂作用，并指出未来研究应进一步探索COL1与其他间质成分之间的相互作用，以开发更有效的治疗策略。