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Nature Medicine | 曹雪涛组揭示,乳腺癌转移的新机制
  • 发布日期:2019-01-16      浏览次数:253
    • 北京时间年1月15日凌晨,曹雪涛院士团队在Nature Medicine杂志发表了新的研究成果。

       

      本文转载自“BioArt”,原标题为:Nature Medicine | 曹雪涛组揭示肿瘤驯化的B细胞促进乳腺癌淋巴结转移的分子机制。

      转移是肿瘤致死的原因之一。在肿瘤转移的过程中,原发部位肿瘤细胞可以刺激骨髓来源的细胞(称为被肿瘤驯化的细胞),促使并招募其进入远端拟转移部位,形成转移前微环境,为肿瘤细胞转移至该部位提供合适“土壤”【1】。因此识别被肿瘤驯化的细胞,明确其功能是揭露肿瘤发生发展的关键步骤。

       

       

       

      早在2009年,曹雪涛院士团队就在J Immunol杂志上报道了利用新鲜分离出的小鼠肿瘤细胞与树突状细胞共培养,可以诱导其分化为调节性树突状细胞,抑制CD4+T细胞的增殖,从而提高肿瘤的免疫逃避【2】。该项研究揭示了肿瘤微环境可以驯化非肿瘤细胞达到逃避免疫的目的。

       

       

       

      2018年4月,曹雪涛院士团队曾在Cell杂志上发文【3】,详细阐述了小鼠脾脏中被肿瘤诱导驯化的红系样细胞(erythroblast-like cells, or Ter-cells)可以释放artemin因子,促进肝癌的发展(Cell丨曹雪涛组揭示促晚期肿瘤恶化的新型细胞亚群作用机制——周大旺、钟波点评)。利用抗体阻断artemin或其受体以及artemin敲除均可以抑制体内肝癌细胞的生长。在临床肝癌病人体内同样存在着可以分泌artemin的Ter-cell,血清中artemin含量升高与不良预后也呈现出强相关。该篇文章的报道进一步揭示了肿瘤驯化细胞在肿瘤发生和发展中的功能,为进一步寻找和研究其他肿瘤驯化细胞奠定了基础。

       

       

       

      淋巴结是肿瘤包括乳腺癌最常见的转移部位,也是临床上判断患者预后的重要指标。作为淋巴结中最主要的细胞之一,B细胞的主要功能是产生免疫球蛋白(Immunoglobulin,包括IgG, IgA, IgM, IgD, IgE)执行体液免疫功能。在肿瘤中,B细胞可以分泌抗肿瘤抗体,参与淋巴结转移,释放细胞因子抑制肿瘤免疫反应。但是,与此相反的是清除小鼠体内B细胞却能够抑制肿瘤的生长【4】。后续研究表明调节性B细胞可以通过炎症因子抑制T细胞和自然杀伤T细胞的抗肿瘤功能【5】。然而毕竟调节性B细胞只占B细胞的一小部分,绝大大部分B细胞的功能仍然是分泌抗体。因此,明确B细胞及其分泌抗体在肿瘤中的作用及其在肿瘤转移前微环境中的功能对于理解肿瘤包括乳腺癌转移的分子机制至关重要。

       

       

       

      北京时间年1月15日凌晨,曹雪涛院士团队在Nature Medicine杂志发表了题为Tumor-educated B cells selectively promote breast cancer lymph node metastasis by HSPA4-targeting IgG的新的研究成果【5】,详细揭示了B细胞能够通过分泌靶向肿瘤抗原HSPA4(Heat shock protein 4)的病理性抗体促进乳腺癌淋巴结转移。

       

       

       

       

       

       

       

      在这项研究中,研究人员利用小鼠乳腺癌4T1乳腺原位种植模型,发现在肿瘤转移前,引流淋巴结(Draining lymph node,DLN)中B细胞比例与数量即显著增加。表型分析显示,肿瘤驯化的B细胞分泌抗体(尤其是IgG)的能力显著增强,检测荷瘤小鼠血清中IgG亦显著升高,并且该病理性抗体能够特异性靶向肿瘤膜抗原。体内功能实验证实,B细胞缺失以后,荷瘤小鼠淋巴结转移明显减少,生存期延长,而回输了病理性抗体的小鼠淋巴结转移又显著增多。

       

       

       

      随后,研究人员利用蛋白质谱技术筛选到病理性抗体靶向的肿瘤膜抗原HSPA4,并发现抗体能够结合HSPA4的糖基化位点。抗体交联引起HSPA4结合膜蛋白ITGB5的激活,募集并促进酪氨酸激酶SRC的磷酸化,从而激活下游NF-κB通路。NF-κB通路的激活上调靶基因HIF1α及COX2的表达,HIF1α促进肿瘤细胞表达趋化因子受体CXCR4,而COX2介导的PGE2分泌则诱导淋巴结基质细胞分泌趋化因子SDF1α,从而促进肿瘤转移前微环境形成并诱导肿瘤细胞向引流淋巴结的迁移(下图)。

       

       

       

       

       

       

       

      同时,通过对临床乳腺癌样本研究发现,乳腺癌患者血清存在高浓度抗HSPA4抗体水平,尤其是有淋巴结转移的患者,其与乳腺癌患者生存期短、预后差相关,提示其有望成为乳腺癌淋巴结转移预测、患者预后判断的指标。

       

       

       

      总之,本研究阐明了B细胞及抗体介导的体液免疫在淋巴结转移前微环境形成及肿瘤淋巴结转移中的重要功能。发现除调节性B细胞介导的负向免疫调控功能外,B细胞能够通过分泌靶向肿瘤抗原的病理性抗体直接促进肿瘤转移,同时寻找到糖基化的肿瘤膜抗原在病理性抗体的产生及促转移中的重要功能,为深入认识体B细胞介导的体液免疫功能及肿瘤转移前微环境的形成提供了新的视角,为肿瘤治疗尤其是肿瘤转移的预测和防治提供了新的靶点。

       

       

       

      参考文献:

       

       

      1. Hoshino, A. et al. Tumour exosome integrins determine organotropic metastasis. Nature. 527, 329–335 (2015).

       

      2. Liu Q, et al. Tumor-Educated CD11bhighIalow Regulatory Dendritic Cells Suppress T Cell Response through Arginase I. J Immunol. 2009 May 15;182(10):6207-16.

       

      3. Han Y, et al. Tumor-Induced Generation of Splenic Erythroblast-like Ter-Cells Promotes Tumor Progression. Cell. 2018 Apr 19; 173(3):634-648.

       

      4. Brodt, P. & Gordon, J. Natural resistance mechanisms may play a role in protection against chemical carcinogenesis. Cancer Immunol. Immunother. 13, 125–127 (1982).

       

      5. Schioppa, T. et al. B regulatory cells and the tumor-promoting actions of TNF-alpha during squamous carcinogenesis. Proc. Natl Acad. Sci. USA 108, 10662–10667 (2011).

       

      6. Gu Y, et al. Tumor-educated B cells selectively promote breast cancer lymph node metastasis by HSPA4-targeting IgG. Nature Medicine.

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