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SPP1+肿瘤相关巨噬细胞调控肿瘤免疫机制

发布时间:2026-05-21 点击量:

    重庆医科大学张泽民和北京大学朱琳楠教授等报告,SPP1肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)在多种肿瘤中广泛富集,且与免疫治疗的耐药密切相关。胞内SPP1蛋白通过一系列分子过程,导致TAMs的干扰素应答被持续压制,肿瘤微环境趋于免疫沉默。在小鼠模型中,敲除TAMs中的Spp1可重塑肿瘤微环境,显著增强PD-L1抑制剂的疗效。(Immunity. 2026, 59: 1422-1437.)

    研究发现,SPP1在肿瘤相关巨噬细胞内作为关键调控节点,抑制IFNγ-STAT1-ISGs抗肿瘤信号通路的持续激活,削弱巨噬细胞的炎症激活状态及其对免疫治疗的响应。进一步机制研究发现,胞内SPP1通过影响TRIM21介导的SOCS1泛素化调控过程,维持SOCS1所介导的负反馈抑制,进而限制STAT1信号转导及下游干扰素刺激基因的表达。研究发现解释了SPP1TAMs为何与免疫抑制、T细胞功能受损以及免疫检查点抑制剂治疗耐受密切相关。不仅揭示了SPP1调控TAMs功能的全新机制,也为靶向TAMs逆转肿瘤免疫治疗耐受提供了新的干预思路。

    研究者整合了来自15项公开研究、涵盖12种癌症类型的单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据。分析发现,SPP1 TAMs是显著富集于肿瘤组织的巨噬细胞亚群,且SPP1是该亚群中表达量最高、特异性最强的基因。该亚群高度上调与血管生成、缺氧应答、TGF-β产生及抑制适应性免疫相关的通路,并与调节性T细胞(Treg)丰度正相关。在结直肠癌乳腺癌、肾细胞癌等多种肿瘤的免疫治疗队列中,无应答患者TAMs中的SPP1表达水平均显著高于应答患者,提示SPP1高表达与治疗耐药存在一致性关联。后续研究发现,肿瘤微环境中的免疫抑制因子IL-10和TGF-β,均可显著刺激并诱导TAMs中SPP1的表达。

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    研究者构建了髓系特异性Spp1敲除(Spp1-KO)小鼠,并在皮下肿瘤模型、腹腔肿瘤模型及骨髓嵌合结直肠癌原位模型中进行了验证。结果表明,Spp1-KO小鼠的肿瘤生长受到显著抑制,生存期明显延长。当将Spp1-KO骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)移植入免疫缺陷小鼠时,抗肿瘤效果完全消失,提示SPP1的促瘤作用依赖于淋巴细胞的协同参与,而非巨噬细胞对肿瘤细胞的直接影响。

    从肿瘤的免疫微环境看,Spp1-KO肿瘤中免疫细胞的整体浸润显著增加,CD4CD8 T细胞比例上升,Treg比例下降,IFN-γ CD4 T细胞和颗粒酶BGZMBCD8 T细胞的频率均增高。TAMs自身的干扰素刺激基因(ISGs)表达显著上调,肿瘤细胞的MHC-I类分子表达同步升高。在体外实验中,IFN-γ处理后的Spp1-KO TAMs招募CD4CD8 T细胞的能力增强。

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    为探讨潜在分子机制,研究者分别合成了胞内型(iSpp1)和分泌型(sSpp1)mRNA,并导入Spp1-KO TAMs。结果表明,仅胞内型SPP1能够恢复对ISG表达的抑制,而补充重组SPP1蛋白(模拟分泌型)则无此效果,提示起关键作用的是SPP1的胞内形式。

    通过免疫共沉淀结合质谱分析,研究者发现胞内SPP1与E3泛素连接酶TRIM21存在强烈相互作用。进一步实验证实,TRIM21能与SOCS1结合并介导其泛素化降解;当SPP1存在时,通过竞争性占据TRIM21,减少SOCS1泛素化,使SOCS1蛋白维持较高水平。

    高丰度SOCS1持续抑制JAK-STAT1通路,使TAMs的IFN-γ应答长期处于受压制状态。敲除SPP1后,TRIM21对SOCS1的泛素化降解增加,SOCS1蛋白减少,STAT1活化增强,下游ISG表达随之上调。蛋白酶体抑制剂硼替佐米可消除Spp1-KO与野生型之间STAT1活化的差异,进一步明确了泛素-蛋白酶体途径在其中的核心作用。

    在皮下肿瘤模型中,针对TAMs的Spp1敲除结合PD-L1抑制剂治疗,使7只小鼠中的4只实现完全肿瘤消退。在腹腔肿瘤模型中,IFN-γ、Spp1-KO BMDMs和PD-L1抑制剂的三联疗法,使70%的小鼠肿瘤完全消退。研究者还开发了脂质纳米颗粒(LNP)包裹的化学修饰siRNA,瘤内注射后在单药和联合用药条件下均显著抑制肿瘤生长,为靶向胞内SPP1提供了更具临床转化价值的技术路径。

    该研究首次揭示了SPP1以胞内形式调控干扰素信号的分子机制,这一机制为理解肿瘤微环境中免疫抑制的形成提供了新视角,也部分解释了为何既往针对分泌型SPP1的抗体疗法临床试验遭遇失败(抗体难以作用于胞内靶点)。

    在临床转化层面,LNP-siRNA策略的提出填补了这一空白。脂质纳米颗粒可被巨噬细胞高效内吞,选择性地在TAMs中沉默胞内SPP1,既避免了全身性毒性,又精准命中关键靶点。

    (编译 李允熙)

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