抗PD-1PD-L1治疗肿瘤的新机制:促进巨噬细胞
程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)是免疫检查点,在激活的T细胞中表达上升,能够免疫耐受。在肿瘤细胞表面常高表达其配体PD-L1,通过与PD-1结合使肿瘤细胞逃脱机体的免疫杀伤。
在肿瘤微中,PD-1不仅能T细胞的免疫功能,还能B细胞、NK细胞和DC细胞的功能。近年研究发现,巨噬细胞在病原刺激下也有PD-1的表达,并且与巨噬细胞极化相关,但在肿瘤相关巨噬细胞TAM中有无PD-1的表达呢?其PD-1在肿瘤中又发挥怎样的作用呢?
Gordon等对此展开研究,取得了重要进展,结果发表于《Nature》。荷叶在此与大家分享该文章。
第一步:建立CT26结肠癌小鼠皮下荷瘤模型,FACS和免疫荧光染色的方法分析了TAM上PD-1的表达,发现50%以上的TAM表达PD-1,并且随着荷瘤时间的延长,PD-1+TAM的比例逐渐增高。
第二步:通过骨髓移植实验分析PD-1+TAM的来源。具体为:RFP+小鼠骨髓移植给射线照射的GFP+小鼠,在该嵌合体小鼠上建立MC38结肠癌皮下荷瘤模型。结果发现,与肿瘤浸润的淋巴细胞(TIL)一样,PD-1+TAM主要来源于RFP+骨髓细胞。
第三步:PD-1+TAM的表型特征分析。具体为:通过FACS的方法分选肿瘤中PD-1+TAM,Giemsa染色见其胞体大,透射电镜显示胞浆中含较多的物质和溶酶体(提示消化能力下降)。
分析了PD-1+TAM的M1/2极化状态,结果显示,PD-1+TAM主要呈“促肿瘤”的M2极化状态。
第四步:体外、体内实验检测PD-1+TAM的能力。分选的肿瘤中PD-1ˉ和PD-1+TAM,体外比较其GFP金葡菌的能力,可见PD-1+TAM细菌的能力下降。
进一步在CT26/YFP+荷瘤小鼠上研究体内实验,发现PD-1+TAMYFP+肿瘤的能力明显降低。当敲除肿瘤细胞的PD-L1后PD-1+TAM能力明显增强。
第五步:抗TAM的PD-1/PD-L1对结肠肿瘤的影响。为了排除其他免疫细胞的影响,选择T,B,NK细胞发育或功能缺陷的NSG小鼠接种肿瘤;为了排除肿瘤细胞自身表达的PD-1对抗PD-1抗体治疗起反应,选择不表达PD-1的人结肠癌DLD细胞,且DLD细胞过表达PD-L1(以便激活TAM上的受体PD-1)。
结果发现抗PD-1或抗PD-L1(HAC)治疗能显著肿瘤的生长,且这些作用依赖于TAM。同时抗PD-L1(HAC)联合抗CD47(巨噬细胞识别同类和异类的关键)治疗,能协同肿瘤生长和延长荷瘤小鼠的时间。
2、回答“”来源”问题——PD-1+TAM来源于卵黄囊的定居巨噬细胞还是来源于骨髓单核细胞?
4、提出并验证——提出PD-1影响巨噬细胞的能力,实验验证,体内抗PD-1/PD-L1治疗肿瘤。
PD-1免疫检查点和TAM都是肿瘤研究的热点,作者研究发现进一步完善了PD-1的功能:PD-1不仅T、B和NK细胞,还能肿瘤巨噬细胞的功能,填补了一块研究空白,对临床抗PD-1治疗有指导意义。
①作者排除T、B、NK细胞的作用之后认为主要是TAM发挥作用,但是一些肿瘤中髓系来源的细胞如MDSC是否存在PD-1/PD-L1的表达,它们是否影响肿瘤治疗的效果?
②在研究能力时,作者将肿瘤细胞PD-L1敲除,发现PD-1+TAM能力增强,没有以抗PD-1抗体处理观察其能力的变化,稍显薄弱。
③只有PD-1+TAM的电镜图片,无对照PD-1ˉTAM的,作者发现PD-1+TAM含有较多的溶酶体和体,那么为什么其GFP+细菌或YFP+肿瘤细胞的能力减弱呢?是消化能力弱?
④文章仅采用皮下荷瘤模型分析,荷叶认为需要添加原位荷瘤模型,特别是验证PD-1+TAM来源时。
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