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周细胞表型转换对肿瘤免疫治疗敏感性的影响

期刊:临床研究杂志

类型a:学术研究报告

1. 研究作者、机构及发表信息
本研究由李志杰(Zhi-Jie Li)、何博(Bo He)、多梅尼奇尼·爱丽丝(Alice Domenichini)等共同第一作者领衔,通讯作者为露丝·甘斯(Ruth Gans)。研究团队来自多个国际知名机构,包括澳大利亚Harry Perkins医学研究所、西澳大利亚大学、德国癌症研究中心(DKFZ)等。该研究于2024年9月17日发表在《Journal of Clinical Investigation》(J Clin Invest)第134卷第18期,标题为《Pericyte phenotypic switching mitigates immune suppression and sensitizes vascularized tumors to immunotherapy》。

2. 学术背景与研究目标
肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)中的血管异常和免疫抑制是癌症治疗的主要障碍。尽管靶向治疗(如MAPK抑制剂)和免疫疗法(如检查点阻断)在部分癌症中取得进展,但耐药性和毒性限制了其长期疗效。周细胞(Pericyte)作为血管外层的支持细胞,其表型可塑性(从合成状态到分化状态)可能影响血管功能与免疫微环境。然而,周细胞如何调控肿瘤免疫应答尚不明确。

本研究旨在揭示周细胞表型转换(通过RGS5-Rho激酶通路)对肿瘤血管正常化、免疫细胞浸润及治疗响应的机制,并提出低剂量靶向治疗联合免疫疗法的转化策略。

3. 研究流程与方法
研究分为以下关键步骤:

(1)体外周细胞表型调控机制验证
- 研究对象:小鼠10T1/2细胞(周细胞模型),通过基因编辑构建RGS5过表达(RGS5myc)和敲低(RGS5shRNA)细胞系。
- 实验方法
- qPCR与Western blot:验证RGS5表达水平及下游收缩标志物(CNN1、ACTG2)和合成标志物(KLF4、CNX43)的变化。
- 细胞周期分析:流式细胞术检测RGS5对增殖的影响,发现高RGS5表达促进细胞周期进展(G0/G1→S/G2期)。
- 信号通路分析:RGS5通过抑制Rho激酶活性(降低p-MLC)维持合成表型,而敲低RGS5激活Rho/ROCK通路,诱导分化。

(2)体内血管功能与免疫微环境研究
- 动物模型
- 胰腺神经内分泌肿瘤(RIP1-Tag5)和黑色素瘤(B16-OVA)的RGS5基因敲除(KO)或过表达(HI)小鼠。
- 关键实验
- 血管灌注与通透性:FITC-lectin灌注实验显示RGS5-KO肿瘤血管灌注增加3倍,通透性降低4倍。
- 免疫细胞分析:流式细胞术证实RGS5-KO肿瘤中M1型巨噬细胞比例升高,CD8+ T细胞浸润增加(OT-I过继转移实验)。
- 缺氧与血管炎症:RGS5-KO肿瘤缺氧减少,ICAM-1表达上调,促进T细胞归巢。

(3)低剂量药物诱导周细胞成熟
- 药物筛选:靶向MEK(曲美替尼)、PI3K/Akt(Bez235)、Notch(DAPT)的低剂量治疗(分别为0.02 mg/kg、10 mg/kg、5 mg/kg)。
- 效果验证
- 血管正常化:药物组肿瘤灌注改善,胶原沉积减少,周细胞收缩标志物(CNN1)表达上调。
- 免疫协同:低剂量曲美替尼联合OT-I T细胞转移显著延长生存期(p=0.012),而高剂量抑制T细胞功能。

(4)临床前与人类样本验证
- 患者来源异种移植(PDX)模型:低剂量曲美替尼治疗改善血管氧合并增强TILs(肿瘤浸润淋巴细胞)浸润。
- 人类脑膜瘤切片:曲美替尼诱导周细胞CNN1表达,证实跨物种机制保守性。
- 黑色素瘤患者数据:收缩基因特征(CNN1/ACTG2)高表达与生存率正相关(p=0.01)。

4. 主要研究结果
- 机制发现:RGS5通过抑制Rho/ROCK通路维持周细胞合成表态,其下调可激活收缩表型,促进血管稳定。
- 治疗意义:低剂量MEK/PI3K/Notch抑制剂选择性诱导周细胞分化,避免高剂量毒性,且效果持久(8周治疗未出现耐药)。
- 免疫协同:血管正常化通过减少缺氧和增加ICAM-1,增强T细胞浸润,克服免疫检查点阻断耐药。

5. 结论与价值
- 科学价值:首次阐明周细胞表型转换通过RGS5-Rho/ROCK轴调控肿瘤免疫微环境的机制,为“血管-免疫”交互提供新靶点。
- 转化意义:提出“低剂量靶向治疗+免疫疗法”的临床策略,避免传统高剂量疗法的毒性和耐药问题。

6. 研究亮点
- 创新方法:结合基因编辑(RGS5-KO/HI)、低剂量药物筛选和PDX模型,多维度验证周细胞可塑性。
- 跨学科意义:整合血管生物学、免疫学和药理学,为联合疗法设计提供范式。
- 临床启示:收缩基因特征可作为患者分层标志物,指导个性化治疗。

7. 其他价值
研究还发现,抗血管药物(如抗VEGFR2)的长期使用会导致血管退化,而周细胞靶向治疗维持血管稳定性,提示基质靶向需区分“消除”与“成熟”策略。

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