原标题:不服Car-T,巨噬细胞终于也上了头条

作者:荷叶

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“CAR-T怎么又上头条了?”巨噬细胞们表示不服,“我们巨噬细胞具有天然的吞噬能力,我们也能杀灭肿瘤细胞!我们也要上头条!”

近十年来巨噬细胞的研究十分火热,从M1、M2极化,到肿瘤相关巨噬细胞TAM,再到巨噬细胞的来源和功能等,现在巨噬细胞似乎要走向肿瘤治疗的前沿战线啦!

巨噬细胞治疗肿瘤最重要的底牌之一就是Sirpα-CD47信号。巨噬细胞表达Sirpα,自身本我细胞表达CD47,Sirpα-CD47相互作用后给予巨噬细胞不吞噬的信号。研究者们针对这一特性开发了CD47抗体,尽管其能促进巨噬细胞吞噬肿瘤细胞,抑制肿瘤的生长,但是严重的副作用(吞噬自身正常的红细胞、血小板等)限制了其进一步应用。

Alvey等发现:抑制骨髓巨噬细胞Sirpα,同时以肿瘤细胞的抗体包被巨噬细胞(可以增强其靶向性和调理吞噬能力),这种修饰的巨噬细胞回输体内能显著抑制实体瘤的生长,并且重要的是该疗法安全性高。研究结果发表在2017年7月的《Current Biology》上,可以说这篇文章稳固了巨噬细胞在肿瘤细胞免疫治疗中的地位。(回复可下载,一周有效)

《Nature Reviews Cancer》(2017,17:453)对这篇文章给予高度评价,荷叶今天和大家一起分享这篇文章。

文章解析

第一步,提出研究总体设想:骨髓巨噬细胞在分化为TAM之前有很强的吞噬杀伤肿瘤细胞的能力,能否通过抑制骨髓单核/巨噬细胞的Sirpα进一步提高其吞噬能力,同时给它加装肿瘤抗原的抗体促进其靶向募集、吞噬肿瘤细胞?基于此,作者在NSG免疫缺陷小鼠上建立人A549肺癌细胞(红色标记)的皮下荷瘤和腹腔荷瘤模型,将骨髓巨噬细胞标记颜色(CFDA,绿色),以抗Sirpα抗体和各种抗肿瘤细胞抗体“武装”骨髓巨噬细胞,回输体内。

第二步,观察回输修饰巨噬细胞吞噬肿瘤细胞的能力和对肿瘤生长的影响。研究发现回输的细胞和小鼠体内TAM一样,能向肿瘤部位募集,分布于肿瘤周边和内部,但是回输的修饰巨噬细胞的吞噬能力更强,每个巨噬细胞约吞噬2个肿瘤细胞。

进一步发现回输修饰的骨髓巨噬细胞能显著抑制肿瘤的生长,并且以抗人的抗体包被巨噬细胞比抗MUC1和商品化的抗EGFR的抗体效果好。

第三步,分析骨髓巨噬细胞吞噬肿瘤细胞后的变化。在体外实验中,以Transwell小室实验观察吞噬不同大小Beads或肿瘤细胞后巨噬细胞的迁移能力。研究发现吞噬肿瘤细胞和Beads后,巨噬细胞迁移能力明显下降,这与回输的巨噬细胞在肿瘤内积聚的结果相一致。

为了进一步明确骨髓巨噬细胞进入肿瘤内部吞噬肿瘤细胞后的变化,研究者分选肿瘤TAM和回输的巨噬细胞,通过RNA-sequence的方法比较它们的区别,通过生物信息学分析,发现回输的骨髓细胞呈M1极化状态,但是有向TAM分化的趋势。

特别有意思的是研究者在小鼠巨噬细胞内检测到人特异的RNA序列CDH1和KRT18(人A549肿瘤细胞中表达),进一步提示骨髓巨噬细胞吞噬肿瘤细胞。

第四步,探讨骨髓巨噬细胞吞噬肿瘤细胞后发生变化的可能机制。生物信息学分析发现骨髓巨噬细胞中机械感应蛋白LaminA表达升高,同时表达升高的还有Col1α1和Col1α2,提示其改变与微环境的硬度有关。进一步研究发现巨噬细胞进入硬度高的肿瘤组织时,其Sirpα的表达增加,而吞噬能力减弱。

第五步,探讨人源巨噬细胞修饰后治疗人肿瘤的可行性和安全性。研究发现修饰的人骨髓巨噬细胞能显著抑制A549肿瘤的生长。同时小鼠血液中红细胞,白细胞,血红蛋白,血小板等无明显变化,提示该疗法的安全性高。

荷叶点评

1、文章中所说的骨髓巨噬细胞其实主要是骨髓单核细胞,所以荷叶认为是修饰单核细胞回输体内的疗法,其向肿瘤部位募集并吞噬肿瘤,分化为TAM的过程。

2、为什么抑制Sirpα后单核巨噬细胞不吞噬自身的细胞,如何解释?

3、单核细胞向肿瘤部位迁移并分化成巨噬细胞的因素应该有很多,如CSFR1等,作者只是粗略的研究了LaminA1和Sirpα,分子机制没有深入。

4、作者分析了RNA-Sequence的结果,生物信息学结果只是分选回输后2-3天的巨噬细胞,荷叶觉得应该延长观察的时间,或许更能看出向TAM分化的趋势。

1、或许我们可以像CAR-T一样,对单核巨噬细胞进行基因工程的改造,敲除Sirpα,或在其膜上过表达肿瘤抗原的特异抗体。

2、荷叶觉得本文的生物信息学分析用的很好,有机会得加强这方面的学习。

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