《Cell Communication and Signaling》:HOXC6 promotes the metastasis of MSI-H CRC by interacting with M2 macrophages and inducing effector T cell exhaustion
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免疫检查点阻断(ICB)治疗癌症效果不佳,为探究 MSI-H 结直肠癌(CRC)进展机制,浙江大学医学院研究人员开展 HOXC6 相关研究。发现 HOXC6 在 MSI-H CRC 中高表达,与预后不良有关,且可通过调节 CCL2 招募 M2 巨噬细胞,为治疗 MSI-H CRC 提供潜在靶点。
在癌症治疗的战场上,免疫检查点阻断(ICB)疗法虽有一定成效,但对微卫星高度不稳定(MSI-H)的结直肠癌(CRC)而言,其全球部分缓解(PR)和完全缓解(CR)率却不到 50% 。这是因为 MSI-H 疾病具有高度异质性,不同患者对治疗的反应差异很大。此前研究发现
HOXC6 在右侧结肠癌中显著上调,且与 MLH1 存在负相关,但 HOXC6 与 MSI-H CRC 进展的潜在关联及机制尚不清楚。为了解开这些谜团,浙江大学医学院的研究人员开展了相关研究,其成果发表在《Cell Communication and Signaling》上,为 MSI-H CRC 的治疗带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。在生物信息分析方面,从 The Cancer Genome Atlas(TCGA)和 Gene Expression Omnibus(GEO)获取数据进行分析。通过免疫荧光(IF)染色评估 M2 巨噬细胞标志物 CD206 的表达。细胞实验中,培养 HCT116、THP-1 等细胞系,进行细胞共培养、稳定基因过表达、siRNA 敲低等操作,利用 Transwell 迁移实验、细胞增殖实验、检测效应 T 细胞对肿瘤细胞的有效性实验等评估细胞功能。还进行了体内成像实验,构建人源化免疫系统小鼠模型和转移模型,观察药物治疗效果。
研究结果如下:
HOXC6 在 MSI-H CRC 中过表达且与不良预后相关 :研究人员分析 TCGA 和 GSE39582 数据集发现,HOXC6 在 MSI-H 的右侧结肠癌(RCC)中比在微卫星稳定(MSS)的 RCC 和左侧结肠癌(LCC)中表达更高。进一步研究表明,高表达 HOXC6 的 MSI-H CRC 患者临床结局更差。
HOXC6 招募 M2 巨噬细胞浸润 :比较 HOXC6 高表达组(HOXC6+)和低表达组(HOXC6-)的转录组差异,发现 1226 个差异表达基因(DEGs),多数在 HOXC6 + 组上调,如 CCL2、CCL5 和 IL6 等细胞因子。基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析显示,这些上调基因参与白细胞迁移、细胞外基质组织和白细胞趋化等过程,与肿瘤微环境(TME)重塑相关。CIBERSORT 分析表明,HOXC6 + 组肿瘤纯度降低,白细胞比例增加,主要是 M2 巨噬细胞浸润增多,且在 ZUCI 队列中也得到验证。实验证实,HOXC6 过表达可上调 HCT116 细胞中 CCL2 的表达,促进 M2 巨噬细胞浸润,二者存在显著正相关。
HOXC6 高表达肿瘤细胞与 M2-TAMs 的相互作用 :基因集富集分析(GSEA)发现,IL6/JAK/STAT3 信号通路和上皮 - 间质转化(EMT)在 HOXC6 过表达组显著富集。共培养实验表明,M2 巨噬细胞与 HCT116 细胞共培养可上调 IL6 表达,M2 巨噬细胞分泌的 IL6 可诱导 HCT116 细胞发生 EMT,表现为上皮标记物 ZO-1 和 E-cadherin 下调,间质标记物 snail 上调,同时 HOXC6 表达也上调。敲低 IL6 或 HOXC6 可逆转这一过程,且 HOXC6 过表达能增强肿瘤细胞迁移能力,但不影响增殖能力。
M2 巨噬细胞使效应 T 细胞失活 :MSI-H 肿瘤通常具有高肿瘤突变负荷(TMB)和高 CD8+ T 细胞浸润,适合 ICB 治疗。然而,研究发现 HOXC6 + 和 HOXC6 - 组 CD8+ T 细胞浸润无显著差异,但 HOXC6 + 组 TMB 和新抗原数量增加。进一步研究发现,M2 巨噬细胞可下调 CD8+ T 细胞中 4-1BB 的表达,导致效应 T 细胞失活。体内实验也证实,高表达 HOXC6 可促进 M2 巨噬细胞浸润,下调 T 细胞中 4-1BB 表达。使用 JAK1/2 抑制剂鲁索替尼(ruxolitinib)处理 M2 巨噬细胞,可恢复 4-1BB 表达,增强 CD8+ T 细胞分泌 IFN-γ 和 TNF-α 的能力,提高细胞毒性。鲁索替尼与抗 PD1 抗体联合使用,对 HOXC6 过表达的肿瘤细胞具有协同杀伤作用,在体内实验中也显示出对肺转移的良好控制效果。
研究结论和讨论部分指出,本研究揭示了 HOXC6 高表达的 MSI-H CRC 细胞通过与 M2 巨噬细胞相互作用诱导 CD8+ T 细胞耗竭的新机制。阻断 IL6/JAK 通路可间接靶向 HOXC6 高表达肿瘤细胞和 M2-TAMs,恢复 CD8+ T 细胞的细胞毒性,为 MSI-H CRC 的治疗提供了新的策略。HOXC6 有望成为 MSI-H CRC 预后的生物标志物和抗 PD1 治疗耐药患者的潜在治疗靶点。不过,研究也存在一些局限性,如部分结论来自体外细胞共培养,可能受 TME 中其他细胞干扰;HOXC6 上调 CCL2 的分子机制以及 M2 巨噬细胞使 T 细胞失活的具体通路还需进一步研究。但总体而言,该研究为深入理解 MSI-H CRC 的发病机制和治疗提供了重要依据,为未来的临床治疗开辟了新的方向。
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