“癌王”肿瘤免疫微环境形成及免疫逃避发生新机制

CRIP1表达升高诱导了高水平的髓源性抑制细胞（MDSC）浸润，并形成了免疫抑制肿瘤微环境。

研究背景

01

胰腺导管腺癌（PDAC）是致命的实体瘤之一，超过80%的PDAC患者即使在接受手术切除后也会经历疾病复发。此外，化疗和放疗的结合只会在新诊断的患者中产生短暂的部分缓解或稳定的疾病。破译免疫景观的发现促进了免疫疗法的发展，如免疫检查点阻断（ICB）。ICB药物已经改变了实体瘤晚期患者的前景，包括黑色素瘤和肺癌患者，但只有一小部分PDAC患者可能从中受益。

研究过程中，我们进行高度多重成像质谱细胞术、RNA测序、飞行时间质谱细胞术和多重免疫荧光染色，以鉴定PDAC中与低免疫活化相关的促癌蛋白。采用体外共培养系统、原位PDAC同种异体移植肿瘤模型、流式细胞术和免疫组织化学等方法，探讨富含半胱氨酸的肠蛋白1（CRIP1）在肿瘤进展和TIME形成中的生物学功能。随后进行了RNA测序，质谱和染色质免疫沉淀，以研究CRIP1的潜在机制。

研究进展

02

为了探索PDAC的微环境及其形成机制，我们进行了高度多重的IMC和RNA测序，以分析来自40例PDAC患者的肿瘤标本。根据癌症的IMC方案，我们为PDAC组织建立了一个17个标记物小组，包括结构标志物，如E-钙粘蛋白和胶原蛋白，以及免疫标志物（图1B）。我们检测到主要的细胞类型，包括E-钙粘蛋白+上皮细胞和αSMA+成纤维细胞，以及增殖标志物Ki-67。检测到三个免疫细胞亚群：CD3 + T细胞，CD68 +骨髓细胞和CD20 + B细胞。CD8 + T细胞，CD4 + T细胞和Treg在T细胞中进一步鉴定。扫描的图像进行细胞分割，然后由Schapiro等人开发的既定管道。量化图像中每个细胞中的标记表达水平，并使用FlowSOM鉴定20个细胞簇。根据细胞类型特异性标记的不同表达水平，将20个簇合并为7个群体。这些群体包括三簇癌细胞、六簇成纤维细胞和八簇免疫细胞。邻域分析显示，20个簇之间存在丰富的相互作用或回避关系，进一步表明了PDAC微环境中复杂的细胞通讯。使用t分布随机邻域嵌入（tSNE）分析高维标记表达信息。这些主要群体和代表性标记的分布也被可视化，细胞群分布与代表性标记的分布一致。由于CD8 + T细胞反映了免疫微环境的激活，因此我们根据CD8 + T细胞的浸润将样品分为两组。然后进行RNA测序以分析这两个指定组的肿瘤标本，并在CD8 + T细胞浸润低的标本中鉴定上调的差异表达基因（DEG）。值得注意的是，细胞类型特异性标志物，如E-钙粘蛋白，CD8和CD4，不包括在DEG中。

接下来，我们对TCGA队列进行了分析，以确定CRIP1表达与免疫细胞浸润的相关性。进行无监督共识聚类分析以确定三个独立的亚簇，CRIP1与PDAC的免疫沙漠亚型相关。通过不同算法的分析，CRIP1表达与免疫激活呈负相关。我们进一步整合了PDAC的两个大型开放scRNA-seq数据集，发现与正常胰腺组织的导管细胞相比，从PDAC组织分离的导管细胞中CRIP1上调。有趣的是，与正常胰腺组织相比，PDAC组织中成纤维细胞中的S100A6表达上调，这表明与CRIP1表达不同，成纤维细胞中的S100A6表达可能与PDAC有关。CytoTRACE结果表明，CRIP1和S100A6在分化的星状细胞中均上调。因此，我们认为关注CRIP1在PDAC细胞中的作用非常重要。免疫荧光染色表明CRIP1主要在PDAC细胞核中。这些结果表明，CRIP1在PDAC中表达水平较高，并且与低免疫激活有关，这表明CRIP1作为免疫抑制PDAC微环境的潜在驱动因素值得进一步探索。

研究意义

03

总之，本研究结果表明，CRIP1在免疫激活率低的PDAC组织中经常上调。升高的CRIP1表达诱导高水平的髓源性抑制细胞（MDSC）浸润，并促进免疫抑制肿瘤微环境。在机制上，我们主要表明CRIP1与核因子kappa-B（NF-κB）/p65结合，并以导入蛋白依赖性方式促进其核易位，导致CXCL1 / 5的转录激活。PDAC衍生的CXCL1/5促进了MDSC的趋化迁移以驱动免疫抑制。SX-682是CXCR1 / 2的抑制剂，可阻断肿瘤MDSC募集并增强T细胞活化。抗PD-L1治疗与SX-682的联合治疗在具有高CRIP8表达的荷瘤小鼠中引起CD1 + T细胞浸润增加和有效的抗肿瘤活性。然而，关于PDAC中成纤维细胞的这个话题是重要而有趣的，我们将在以后的研究中重点讨论它。