Chordoma recruits and polarizes tumor-associated macrophages via secreting CCL5 to promote malignant progression

近日，北京大学人民医院的汤小东团队携手创芯国际，在享有盛誉的《Journal for ImmunoTherapy of Cancer》上发表了一项突破性研究成果。该研究聚焦于脊索瘤这一极其罕见的局部侵袭性恶性骨肿瘤，通过深入探索脊索瘤与免疫细胞的相互作用，揭示了CCL5-CCR5轴在脊索瘤恶性进展中的关键作用，为脊索瘤的治疗提供了新的靶点。

 

研究背景与目的

脊索瘤的发病率极低，仅为0.8/百万人，且目前尚无有效的治疗手段。化疗对脊索瘤无效，放疗和靶向治疗的效果也不尽如人意。因此，整块切除成为脊索瘤的主要治疗方法。然而，根据最新的NCCN肿瘤学临床实践指南，仅复发性脊索瘤会接受系统治疗，且缺乏首选的干预措施。鉴于脊索瘤治疗的严峻挑战，开发新药显得尤为迫切。

近年来，肿瘤免疫微环境（TIME）在肿瘤进展中的作用日益受到关注。肿瘤相关巨噬细胞（TAM）作为TIME中最丰富的细胞类型，其极化状态与多种肿瘤的预后密切相关。M2型巨噬细胞已被证实与不良预后相关，成为癌症治疗的重要靶点。然而，脊索瘤的TIME及其与肿瘤细胞的相互作用机制仍不清楚，这严重阻碍了靶向治疗和免疫治疗的发展。本研究旨在探索脊索瘤免疫微环境中的细胞相互作用，并寻找新的治疗靶点。

 

研究方法

研究者采用流式细胞术、多重免疫荧光（mIF）染色等技术手段，对脊索瘤的免疫微环境进行了全面分析。同时，利用CCK-8试剂盒、EdU染色、克隆形成实验、Transwell侵袭实验和伤口愈合测定等功能性实验，验证了肿瘤的功能特性。此外，还通过流式细胞术、Transwell侵袭实验等方法，分析了巨噬细胞的表型和趋化性变化。免疫组化、IF染色、Western blot、PCR和ELISA等分子生物学技术被用于分析相关分子的表达水平。为了进一步研究药物疗效，研究者构建了类器官模型和异种移植小鼠模型。

研究结果

1. 脊索瘤TIME图谱

研究者对5份新鲜的脊索瘤样本进行了分析，发现T细胞是脊索瘤中最主要的肿瘤浸润免疫细胞类型，占总免疫细胞的58.20%，其次是巨噬细胞（20.74%）。进一步分析显示，M2型巨噬细胞明显多于M1型巨噬细胞。此外，研究者还分析了22个脊索瘤组织中免疫细胞的浸润和空间分布特征，发现脊索瘤TIME具有典型的免疫排斥表型，其中大量免疫细胞存在于肿瘤间质中，被排除在肿瘤实质区之外。T细胞和巨噬细胞是主要的浸润细胞类型，但基质细胞将T细胞限制在脊索瘤的纤维间隔内。巨噬细胞不仅分布在纤维间隔中，还被募集到肿瘤区，且M2型巨噬细胞更为丰富。

2. M2巨噬细胞在脊索瘤进展中的作用

通过诱导和极化巨噬细胞为M2型，研究者发现M2型巨噬细胞能够显著增强脊索瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力。此外，M2型巨噬细胞还促进了E-钙粘蛋白表达的减少，以及N-钙粘蛋白和波形蛋白表达的增加。利用共培养系统，研究者进一步探讨了脊索瘤细胞对巨噬细胞的影响，发现脊索瘤能促进巨噬细胞极化为M2型TAM，从而建立有利于脊索瘤进展的免疫抑制微环境。

3. 参与脊索瘤-巨噬细胞相互作用的关键介质

通过检测单独培养的人骶骨脊索瘤细胞系（MUG）来源细胞、单独培养的巨噬细胞以及共培养体系中的细胞因子及其表达水平，研究者发现共培养体系中IL-6、IL-8和CCL5在mRNA和蛋白质水平上都显著升高。进一步分析表明，CCL5是脊索瘤细胞分泌的参与肿瘤进展的关键趋化因子。

 

4. CCL5在脊索瘤中的作用

外源性CCL5显著促进了脊索瘤的迁移，并促进了上皮-间充质转化（EMT）。同时，干扰CCL5的表达会影响脊索瘤细胞的迁移能力。此外，CCL5还促使巨噬细胞极化为M2型TAM，并增强了巨噬细胞的趋化性。

5. MVC的治疗作用

MVC作为一种CCL5/CCR5抑制剂，被用于验证CCL5-CCR5轴是否介导了脊索瘤-巨噬细胞的相互作用以及MVC是否具有治疗脊索瘤的潜力。结果发现，MVC能够抑制脊索瘤的迁移和EMT，逆转由CCL5引起的脊索瘤细胞愈合率的增加和巨噬细胞迁移能力的增强，减少CCL5诱导的M2型极化巨噬细胞以及巨噬细胞上的免疫检查点表达。在脊索瘤小鼠模型中，MVC治疗抑制了脊索瘤的生长和肺转移。

6. 脊索瘤类器官的药物敏感性测试

研究者利用五名患者的脊索瘤样本建立了类器官，并进行药物敏感性测试。结果显示，MVC在类器官模型中展现出抗肿瘤作用，特别是在某位患者中显示出强大的肿瘤杀伤作用。此外，CCL5和CCR5在脊索瘤中高表达，并与肿瘤复发相关。

 

结论

本研究揭示了脊索瘤肿瘤免疫微环境的宏观特征，发现脊索瘤具有典型的免疫排斥表型，但巨噬细胞群能够浸润肿瘤区域。功能性检测实验结果显示，脊索瘤细胞分泌的CCL5显著促进了恶性肿瘤的进展、巨噬细胞的募集和M2型巨噬细胞的极化。而M2型巨噬细胞则显著增强了脊索瘤的增殖、侵袭和迁移能力。CCL5敲低和MVC治疗均可显著抑制脊索瘤的恶性进展和M2型巨噬细胞极化。

此外，体内实验证实MVC可抑制脊索瘤的生长和肺转移。同时，类器官模型也展现出在药物筛选中的巨大潜力。本研究结果提示CCL5-CCR5信号通路轴在脊索瘤的恶性进展和巨噬细胞的调节中发挥着重要作用，展示了CCL5–CCR5轴作为脊索瘤治疗靶点的潜在价值。期待该研究结果能够助力抗脊索瘤相关药物的开发，为患者带来更好的生存获益。

 

名称	货号	规格
人细胞因子-48因子Panel	LXLBH48-1	48-plex
N-Cadherin (D4R1H) XP ® Rabbit mAb	13116T	20ul
N-Cadherin (D4R1H) XP ® Rabbit mAb	13116S	100ul
SIRPalpha/SHPS1 (D6I3M) Rabbit mAb	13379T	20ul