ASCL2介导的巨噬细胞向肌成纤维细胞的转化在非小细胞肺癌（NSCLC）骨转移中产生了具有免疫抑制作用的CAF_7细胞

《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》：ASCL2-mediated macrophage-myofibroblast transition generates immunosuppressive CAF_7 in NSCLC bone metastases

　　

摘要

背景

非小细胞肺癌（NSCLC）常发生骨转移，此时微环境会变得免疫抑制，从而限制免疫疗法的效果。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）和癌相关成纤维细胞（CAFs）会促进免疫逃逸，但CAFs的亚群起源及其在骨转移中的作用仍不清楚。我们研究了TAMs是否通过巨噬细胞向肌成纤维细胞的转变（MMT）在骨病变中生成免疫抑制性的CAF亚群，这一过程由ASCL2驱动。

方法

我们结合了原发性肺肿瘤和骨转移的单细胞RNA测序、伪时间分析和调控子分析，以解决CAF的异质性并鉴定MMT的调控因子。通过在患者组织和小鼠骨转移模型中进行免疫荧光和流式细胞术验证了这些发现。在体外实验中，我们使用TGF-β1诱导的MMT、ASCL2敲低/恢复实验以及T细胞共培养实验来评估CAF_7的诱导和免疫抑制功能。在体内实验中，我们通过巨噬细胞耗竭/重建、供体细胞和内源性追踪方法，以及在巨噬细胞中敲低ASCL2或Il6ra来评估CAF_7的丰度、肿瘤负担和T细胞状态；进一步通过PD-1阻断来评估ASCL2抑制对肿瘤控制和生存的影响。

结果

我们鉴定出7个CAF亚群，其中包括一个在骨转移中富集的亚群（CAF_7），该亚群同时表达巨噬细胞、MHC-II和基质标记物。轨迹分析表明，LLC条件培养基在体外可诱导骨髓来源的巨噬细胞向CAF_7转变；此外，外源性GFP标记的骨髓间充质干细胞（BMDMs）和内源性巨噬细胞谱系追踪细胞在骨转移微环境中也获得了CAF_7的特征，这支持了TAM通过MMT向CAF_7的转变。CAF_7的积累与Treg浸润增加、CD8? T细胞耗竭和较差的生存率相关。调控子分析显示ASCL2是CAF_7的调控因子；在体外实验中ASCL2表达增加，在体内实验中，骨转移病变中的ASCL2蛋白和ASCL2? CAF_7细胞比假骨髓或皮下肿瘤中的更多。在巨噬细胞中敲低ASCL2可以阻断MMT过程，减少CAF_7细胞及其相关的Treg细胞和耗竭的CD8? T细胞，并抑制肿瘤生长。机制上，ASCL2直接激活Il6ra，而在巨噬细胞中敲低Il6ra可以在体内模拟ASCL2的沉默效果。值得注意的是，ASCL2的沉默与抗PD-1治疗联合使用可增强肿瘤控制并延长生存期。

结论

在NSCLC骨转移中，ASCL2驱动的MMT将TAMs转化为免疫抑制性的CAF_7，从而促进免疫逃逸。靶向ASCL2可以破坏这一转变，恢复抗肿瘤免疫，并可能提高免疫疗法的效果。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

在NSCLC骨转移中，肿瘤相关巨噬细胞通过ASCL2驱动的巨噬细胞向肌成纤维细胞的转变（MMT）生成免疫抑制性的CAF亚群（CAF_7）。CAF_7促进Treg细胞富集和CD8? T细胞耗竭。靶向ASCL2可以破坏CAF_7的形成，并增强PD-1阻断的抗肿瘤效果。

背景

非小细胞肺癌（NSCLC）常发生骨转移，此时微环境会变得免疫抑制，从而限制免疫疗法的效果。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）和癌相关成纤维细胞（CAFs）会促进免疫逃逸，但CAFs的亚群起源及其在骨转移中的作用仍不清楚。我们研究了TAMs是否通过巨噬细胞向肌成纤维细胞的转变（MMT）在骨病变中生成免疫抑制性的CAF亚群，这一过程由ASCL2驱动。

方法

我们结合了原发性肺肿瘤和骨转移的单细胞RNA测序、伪时间分析和调控子分析，以解决CAF的异质性并鉴定MMT的调控因子。通过在患者组织和小鼠骨转移模型中进行免疫荧光和流式细胞术验证了这些发现。在体外实验中，我们使用TGF-β1诱导的MMT、ASCL2敲低/恢复实验以及T细胞共培养实验来评估CAF_7的诱导和免疫抑制功能。在体内实验中，我们通过巨噬细胞耗竭/重建、供体细胞和内源性追踪方法，以及在巨噬细胞中敲低ASCL2或Il6ra来评估CAF_7的丰度、肿瘤负担和T细胞状态；进一步通过PD-1阻断来评估ASCL2抑制对肿瘤控制和生存的影响。

结果

我们鉴定出7个CAF亚群，其中包括一个在骨转移中富集的亚群（CAF_7），该亚群同时表达巨噬细胞、MHC-II和基质标记物。轨迹分析表明，LLC条件培养基在体外可诱导骨髓来源的巨噬细胞向CAF_7转变；此外，外源性GFP标记的骨髓间充质干细胞和内源性巨噬细胞谱系追踪细胞在骨转移微环境中也获得了CAF_7的特征，这支持了TAM通过MMT向CAF_7的转变。CAF_7的积累与Treg细胞浸润增加、CD8? T细胞耗竭和较差的生存率相关。调控子分析显示ASCL2是CAF_7的调控因子；在体外实验中ASCL2表达增加，在体内实验中，骨转移病变中的ASCL2蛋白和ASCL2? CAF_7细胞比假骨髓或皮下肿瘤中的更多。在巨噬细胞中敲低ASCL2可以阻断MMT过程，减少CAF_7细胞及其相关的Treg细胞和耗竭的CD8? T细胞，并抑制肿瘤生长。机制上，ASCL2直接激活Il6ra，而在巨噬细胞中敲低Il6ra可以在体内模拟ASCL2的沉默效果。值得注意的是，ASCL2的沉默与抗PD-1治疗联合使用可增强肿瘤控制并延长生存期。

结论

在NSCLC骨转移中，ASCL2驱动的MMT将TAMs转化为免疫抑制性的CAF_7，从而促进免疫逃逸。靶向ASCL2可以破坏这一转变，恢复抗肿瘤免疫，并可能提高免疫疗法的效果。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

在NSCLC骨转移中，肿瘤相关巨噬细胞通过ASCL2驱动的巨噬细胞向肌成纤维细胞的转变（MMT）生成免疫抑制性的CAF亚群（CAF_7）。CAF_7促进Treg细胞富集和CD8? T细胞耗竭。靶向ASCL2可以破坏CAF_7的形成，并增强PD-1阻断的抗肿瘤效果。