学术研究报告：人类骨髓中髓系细胞与后髓系细胞阶段中性粒细胞抑制肿瘤免疫并促进癌症进展
一、作者与发表信息
本研究由Wei Liu、Tao Shi等17位作者共同完成，主要来自南京大学医学院附属鼓楼医院（Nanjing Drum Tower Hospital）、南京大学模式动物研究所（Model Animal Research Center）及美国威尔康奈尔医学院（Weill Cornell Medicine）等机构。研究成果于2025年7月15日发表在《Cell Research》（细胞研究）（2025年影响因子35:588–606），DOI号为10.1038/s41422-025-01145-0。
二、学术背景
研究领域：肿瘤免疫微环境（TIME）中肿瘤浸润中性粒细胞（TINs）的异质性及其在癌症进展中的作用。
研究动机：既往研究表明TINs具有高度异质性和免疫抑制功能，但其发育阶段与功能的关系尚不明确。现有靶向TINs的生物标志物和治疗策略在多种癌症中效果有限。
科学问题：人类中性粒细胞不同发育阶段（如髓系细胞[MC]、后髓系细胞[MM]）是否在骨髓（BM）和肿瘤中占主导地位？其免疫抑制特性如何影响癌症进展？
研究目标：
1. 解析人类中性粒细胞发育阶段的组成特征；
2. 揭示MC & MM阶段中性粒细胞在肿瘤免疫抑制中的作用机制；
3. 开发靶向MC & MM中性粒细胞的新型治疗策略。
三、研究流程与方法
1. 中性粒细胞分选与功能验证
- 样本来源：健康供者骨髓（BM）、外周血（PB）及17种癌症患者的肿瘤组织。
- 分选方法：通过流式细胞术将中性粒细胞分为三阶段：
- 前髓系细胞（PM）（CD66b+CD11b−）；
- MC & MM（CD66b+CD11b+CD10−CD16−/lo）；
- 带状与分叶核（BD & SC）（CD66b+CD11b+CD10lo/+CD16+）。
- 功能实验：
- 免疫抑制 assay：MC & MM中性粒细胞显著抑制T细胞增殖（p<0.001），而PM或BD & SC无此效应。 - **生存分析**：MC & MM中性粒细胞体外存活时间最长（>48小时），且凋亡抵抗性更强。
2. 动物模型构建
- NCG-GFI1−/− HIS小鼠模型：通过CRISPR-Cas9敲除GFI1基因（中性粒细胞发育关键转录因子），消除小鼠中性粒细胞竞争，显著提升人源中性粒细胞重建效率（PB中占比15% vs. NCG HIS小鼠的3.5%）。
- 肿瘤模型：皮下接种A375黑色素瘤细胞，验证MC & MM中性粒细胞的促瘤作用。
3. 单细胞RNA测序（scRNA-seq）与生物标志物发现
- 数据分析：比对人类BM、肿瘤及小鼠BM中性粒细胞转录组，发现MC & MM阶段特异性基因（如CD63、LGALS3/Galectin-3）。
- 临床验证：CD63和Galectin-3在胃癌（GC）、胰腺癌（PDAC）等患者的TINs中高表达，且与患者不良预后显著相关（TCGA数据库分析，p<0.01）。
4. FLT3L诱导转分化治疗
- 机制：FLT3配体（FLT3L）将MC & MM中性粒细胞转化为单核样细胞（CD11b+CD14+），丧失免疫抑制功能。
- 体内实验：FLT3L质粒注射联合PD-L1抑制剂显著抑制肿瘤生长（肿瘤体积减少60%，p<0.001）。
四、主要研究结果
1. MC & MM中性粒细胞是BM和TINs的主要群体
- 占BM中性粒细胞的80%（健康供者）及肿瘤组织的70%~90%（17种癌症）。
- 高表达免疫抑制基因（ARG1、LOX1、FATP2），且与T细胞功能衰竭正相关。
物种特异性差异
NCG-GFI1−/− HIS模型的价值
治疗突破
五、结论与意义
科学价值：
1. 揭示了MC & MM中性粒细胞作为肿瘤免疫逃逸的关键介质；
2. 提出“发育阶段靶向”治疗新策略，突破传统TINs研究的物种局限性。
应用前景：
- CD63/Galectin-3可作为泛癌种诊断标志物；
- FLT3L转分化疗法为联合免疫治疗提供新方向。
六、研究亮点
1. 创新模型：NCG-GFI1−/− HIS小鼠解决了人源中性粒细胞体内研究的瓶颈；
2. 跨物种发现：首次阐明人类MC & MM中性粒细胞的独特免疫抑制表型；
3. 转化医学：从机制到治疗的全链条研究，为临床干预提供直接依据。
其他价值：
- 公开的单细胞数据集（GSE130756）可为后续研究提供资源；
- 提出的“发育阶段评分系统”助力中性粒细胞异质性分析。
（注：全文术语中英文对照示例：MC & MM中性粒细胞=Myelocyte & Metamyelocyte-stage Neutrophils；FLT3L=FMS样酪氨酸激酶3配体）