CXCL14

引言 成纤维细胞在组织中维持细胞外基质（ECM）的结构，在组织损伤后，会出现新的成纤维细胞亚群，这些细胞在组织修复中起重要作用，但在慢性疾病中可能导致病理性纤维化【1-3】。促纤维化成纤维细胞具有高表达α-SMA的特征，最新的研究发现CTHRC1是更特异的标志物，可以用于识别在肺纤维化和其他纤维化疾病中产生高水平ECM蛋白的成纤维细胞【4, 5】。然而，驱动纤维化疾病的成纤维细胞来源仍存在争议。目前，大量的纤维化组织scRNA-seq数据否定了来自其他组织和细胞的可能性。同样利用scRNA-seq的研究发现在健康组织中存在不同转录特征和解剖位置的多种成纤维细胞亚群，谱系追踪认为促纤维化成纤维细胞可能起源于高表达Pi16的外膜成纤维细胞；然而另一项研究则发现肺泡损伤反应中主要是来源于肺泡成纤维细胞。由于损伤诱导的促纤维化成纤维细胞的来源和功能仍不清楚，因此不同亚群在健康和受损组织中的特定功能需要渗入研究。 近日，来自美国加州大学旧金山分校的Dean Sheppard课题组在Nature上发表了研究论文Alveolar fibroblast lineage orchestrates lung inflammation and fibrosis。在本研究中，作者通过scRNA-seq和谱系追踪探究了健康肺部和肺损伤后肺泡成纤维细胞的命运和作用，提供了详细的区分肺泡成纤维细胞亚群的标志物。 之前报道的标记肺成纤维细胞的标志物无法充分区分健康肺中存在的多个成纤维细胞亚群，这些亚群在肺泡、外膜和支气管周围区域具有不同的定位。为了特异性标记肺泡成纤维细胞，作者首先研究了仅在定位于肺泡区域的成纤维细胞亚群中表达的Scube2作为特异性标记物的可能性。通过将Scube2-creER小鼠与报告小鼠杂交，进行谱系分析和全肺成像等方法，作者发现Scube2可以用于特异性标记肺泡成纤维细胞。研究发现，标记的肺泡成纤维细胞主要集中在肺泡区域，并与肺泡2型（AT2）上皮细胞紧密相邻，这些标记的肺泡成纤维细胞在支持AT2上皮细胞生长方面起重要作用。在肺部受到通过博来霉素引起的损伤时，消除这些成纤维细胞会导致更严重的炎症反应，IL-17a炎症细胞因子水平升高，加剧体重下降和死亡率。这些结果表明，肺泡成纤维细胞在保持上皮稳态和肺损伤后防止过度炎症反应方面起着关键作用。 接下来，作者利用scRNA-seq分析了肺损伤后肺泡成纤维细胞的命运。研究发现，在肺损伤后出现了四种新的成纤维细胞亚群：纤维化成纤维细胞（高表达与病理性细胞外基质相关的基因）；炎症性成纤维细胞（表达趋化因子和炎症相关基因）；应急激活成纤维细胞（表达细胞周期停滞和应激相关基因）以及增殖成纤维细胞（与细胞增殖相关的基因表达增加）。在肺损伤后，炎症性成纤维细胞在早期被诱导分化，稍后出现纤维化成纤维细胞，并且炎症性成纤维细胞可能是其前体。重要的是，作者发现炎症细胞因子IL-1β可以在体外诱导炎症性成纤维细胞标志物表达，而TGFβ1可以促进纤维化成纤维细胞的形成。 随后，作者通过分析人类肺组织scRNA-seq数据来验证在小鼠中的这些发现。他们鉴定了两个之前未被识别的炎症相关成纤维细胞亚群，这些细胞亚群在特发性肺纤维化（IPF）和硬皮病样本中非常常见。并且，确定了纤维化成纤维细胞可以用COL1A1和CTHRC1标记，主要在纤维化病灶中富集；炎症性成纤维细胞亚群1标记为SFRP2和CCL2，主要位于纤维化病灶附近；另外一种炎症性成纤维细胞亚群2标记为SFRP4和CXCL14，主要在纤维化病灶的间质侧。这些结果表明，人类肺中存在类似于小鼠的肺泡、炎症和纤维化成纤维细胞的变化过程。 文章的最后，作者进一步对CTHRC1+纤维化成纤维细胞肺损伤后的作用进行研究。研究发现，在肺损伤后CTHRC1+成纤维细胞出现在肺泡区域，并与新的胶原沉积区紧密相连。这些细胞具有很强的迁移能力，能够穿过基底膜进入肺泡腔，并在损伤区域形成新的纤维化病灶。通过消除CTHRC1+成纤维细胞，可以显著减少肺纤维化的程度。因此，CTHRC1+成纤维细胞在肺损伤后的新生纤维化中起着重要作用。此外，通过敲除TGFβ的受体Tgfbr2来阻断TGFβ信号，作者还发现TGFβ信号是肺纤维化过程中纤维化成纤维细胞形成的核心驱动因素，并且在抑制成纤维细胞驱动的炎症反应中也发挥着重要作用。 总的来说，这篇文章揭示了肺泡成纤维细胞谱系在维持正常肺泡稳态和协调肺损伤后纤维化过程中的多重作用，阐明了肺损伤使促纤维化成纤维细胞的发展轨迹，为肺纤维化的治疗目标提供新的见解。 参考文献 1. Plikus, M. V. et al. Fibroblasts: origins, definitions, and functions in health and disease. Cell 184, 3852–3872 (2021). 2. Hinz, B. & Lagares, D. Evasion of apoptosis by myofibroblasts: a hallmark of fibrotic diseases. Nat. Rev. Rheumatol. 16, 11–31 (2020). 3. Henderson, N. C., Rieder, F. & Wynn, T. A. Fibrosis: from mechanisms to medicines. Nature 587, 555–566 (2020). 4. Buechler, M. B. et al. Cross-tissue organization of the fibroblast lineage. Nature 593, 575–579 (2021). 5. Tsukui, T. et al. Collagen-producing lung cell atlas identifies multiple subsets with distinct localization and relevance to fibrosis. Nat. Commun. 11, 1920 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07660-1 责编|探索君 排版|探索君 文章来源|“BioArt” End 往期精选 围观 一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版） 热文 Cell | 是什么决定了细胞的大小？ 热文 Nature | 2024年值得关注的七项技术 热文 Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望 热文 CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Jerry 导读：免疫检查点阻断(ICB)的治疗潜力扩展到各种癌症;然而，其治疗肝细胞癌(HCC)的有效性常因固有和发展的耐药而受到限制。 8月2日，复旦大学与南通大学研究人员合作共同在期刊《Clinical And Translational Medicine》上发表了研究论文，题为“Anlotinib potentiates anti-PD1 immunotherapy via transferrin receptor-dependent CD8+ T-cell infiltration in hepatocellular carcinoma”，本项研究中，研究人员发现在临床前模型中，安罗替尼联合抗PD-1抗体增强了抗HCC的免疫应答。安罗替尼通过VEGFR2/AKT/HIF-1α信号轴显著抑制转铁蛋白受体(TFRC)的表达。肿瘤微环境中的CD8+ t细胞浸润与TFRC的低表达相关。安罗替尼还增加了趋化因子CXCL14的水平，CXCL14对于吸引CD8+ T细胞至关重要。CXCL14作为TFRC的下游效应因子，在TFRC沉默后表达升高。重要的是，在HCC患者中，TFRC低表达还与更好的预后、对联合治疗的敏感性增强以及对抗PD-1治疗的良好反应相关。 综上，本研究结果强调了安罗替尼通过靶向TFRC和增强cxcl14介导的CD8+ t细胞浸润来增强抗PD-1免疫治疗肝癌的疗效的潜力。本研究有助于开发新的HCC治疗策略，强调了精准医学在肿瘤学中的作用。 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ctm2.1738 研究背景 01 免疫检查点阻断疗法（ICB）的进步已经改变了治疗多种癌症的临床策略，尤其是肝细胞癌（HCC）。然而，HCC对PD-1/PD-L1抗体的整体响应率仍不令人满意（帕博利珠单抗，18.3%；纳武利尤单抗，15.0%；卡瑞利珠单抗，14.7%），而且由于原发性或继发性ICB耐药，很少有患者能够完全缓解。因此，探索新型联合治疗方案至关重要。 最近的研究表明，同时使用酪氨酸激酶抑制剂（TKI）和抗PD-1抗体可以增强肿瘤抑制的协同作用。多靶点酪氨酸激酶抑制剂安罗替尼在多种癌症类型中显示出广泛的抗肿瘤效果。它主要靶向血管内皮生长因子受体、纤维细胞生长因子受体和血小板衍生生长因子受体（PDGFRα和PDGFRβ）等。通过抑制这些受体，安罗替尼破坏了肿瘤血管生成，这是肿瘤生长和转移的关键。安罗替尼促进了血管的正常化，增强了免疫细胞的进入，从而改变了肿瘤微环境（TME）。来自临床试验的最新研究表明，将安罗替尼与辛替利马联合使用可能是患有晚期宫颈癌患者有效的二线或后续治疗选择。初步的阶段研究还显示，安罗替尼与抗PD-1疗法的协同作用可以产生增强的治疗效果。这些证据表明，安罗替尼与抗PD-1抗体联合使用可能导致协同的肿瘤抑制作用。然而，抗PD-1疗法在HCC中增强疗效的潜在机制尚未充分阐明。 安罗替尼在体外和体内均可增强PD-1阻断剂的抗肿瘤活性 02 为了评估抗PD-1治疗单独或与安罗替尼联合的体内疗效，研究人员使用3D微流控装置建立了HCC PDOTs的短期培养模型。通过免疫荧光显微镜和流式细胞术进一步确认PDOTs中的免疫细胞。研究人员将24例HCC患者的PDOTs在3D微流控装置的中央通道中用胶原蛋白培养，然后用安罗替尼和/或抗PD-1抗体（信迪利单抗）进行治疗。安罗替尼与抗PD-1抗体的协同作用显著增强了肿瘤抑制作用，超过了单独使用安罗替尼或抗PD-1治疗的效果。为了进一步阐明联合疗法所产生的抗肿瘤作用是协同还是相加的，研究人员使用了公认的联合药物指数（CDI）方法来评估药物相互作用。本研究结果显示，安罗替尼组的平均活性率为74.98%，抗PD1组为75.87%，联合治疗组为56.09%，CDI为0.98。数据表明存在协同作用，从而验证了本联合疗法所提供的显著协同增强效果。 安罗替尼在体外和体内均可增强PD-1阻断剂的抗肿瘤活性 研究人员随后在肝癌小鼠模型中评估了联合治疗的疗效。虽然单独使用安罗替尼和抗PD-1抗体均可显著减少肝癌模型中的肿瘤生长，但联合疗法显示出更强的抗肿瘤作用，这可通过测量肿瘤体积和重量来证实。具体来说，安罗替尼组的平均肿瘤体积仅为对照组的40.23%，抗PD-1组为46.26%，而联合治疗组的肿瘤体积显著减少至16.55%。这些结果强调了联合治疗在体内的协同效应。 在治疗结束后，研究人员收集肿瘤标本用于进一步研究。与对照组相比，安罗替尼和抗PD-1单药治疗组的肿瘤坏死均增加，但在两个模型中，联合治疗组的肿瘤坏死最明显。此外，TUNEL染色显示，与对照组相比，两个单药治疗组的凋亡细胞显著增加。联合治疗组TUNEL阳性细胞百分比最高，提示联合治疗在诱导肿瘤细胞凋亡方面具有协同作用，而且在任何治疗队列中均无明显毒性。总之，本研究结果表明安罗替尼可以放大PD-1阻断的抗肿瘤作用。这与安罗替尼和派安普利单抗联合治疗的Ib/II期临床试验结果一致，该试验在晚期HCC患者中显示出可耐受的毒性和有前景的临床疗效。 研究小结 03 综上所述，本研究表明，安罗替尼联合抗PD-1免疫治疗是一种有前景的晚期HCC患者的治疗策略，为未来的临床试验提供了理论基础和临床前数据支持。机制上，安罗替尼通过抑制VEGFR2-AKT-HIF轴抑制TFRC的表达，进而增强CXCL14的分泌，招募肿瘤浸润的CD8+ T细胞，尤其是PD-1+CD8+ T细胞，从而增强抗PD-1治疗的抗肿瘤疗效。另外，TFRC可能是一个潜在的生物标志物，用于预测肿瘤对抗PD-1治疗的反应和肝癌患者的总生存期。 参考资料： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ctm2.1738 【关于投稿】 转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！ 转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 北京｜09月20日-21日 ▶ 第五届单细胞技术应用研讨会暨空间组学前沿研讨会欢迎您的参与！ 点击对应文字 查看详情

*仅供医学专业人士阅读参考近日，由哥伦比亚大学顾伟领衔的研究团队，在著名期刊《科学·进展》上发表了一项出人意料的研究成果。他们基于乳腺癌小鼠模型发现，生酮饮食虽然能抑制原发肿瘤的生长，但是竟会促进癌症的肺转移[1]。他们基于这一研究成果指出，生酮饮食对于癌症患者而言，可能存在健康风险。▲ 论文首页截图生酮饮食是一种非常火的饮食方式，尤其是在健身减肥圈。近年来，“生酮饮食能抗癌”的说法也被越来越多的人知晓，甚至信任。相关的基础研究确实很多。例如，2022年宾夕法尼亚大学团队发表在《自然》上的论文表明，生酮饮食中脂肪酸代谢后产生的酮体——β-羟丁酸（BHB），可抑制肠癌细胞的增殖[2]；2023年的一项研究发现，生酮饮食能够增加脂质过氧化、导致癌细胞发生铁死亡[3]。此外，还有一些基础研究表明，生酮饮食可以增强抗癌药物的治疗效果。例如，哈佛团队发现生酮饮食能通过激活AMPK来降低PD-L1水平，同时增强抗CTLA-4免疫疗法的抗癌功效[4]；法国古斯塔夫·鲁西研究所的研究人员也发现，生酮饮食产生的酮体3-羟基丁酸酯（3HB）可以增强PD-1抑制剂的抗癌效果[5]。等等，等等。其实还有很多研究，我们这里就不一一列举了。顾伟团队注意到，目前关于生酮饮食抗癌的研究，主要集中在原发肿瘤上；生酮饮食和癌症转移之间的关系还不为人知。因此，他们就将这个问题作为他们的研究课题。顾伟团队首先构建了乳腺癌小鼠模型，给这些小鼠准备的生酮饮食不含碳水化合物，脂肪和蛋白质的重量比为4.3:1。乍一看，研究结果和之前没啥区别，与吃正常鼠粮的小鼠比，吃生酮食物的小鼠肿瘤更小，血液中酮体β-羟丁酸（BHB）水平升高。然而，让顾伟团队意外的是，吃生酮食物的小鼠肺部转移瘤却显著增加了。▲ 肺部转移灶显著增加以上结果说明，生酮饮食虽然能抑制原发肿瘤的生长，但是却也能促进癌症的转移。接下来就是寻找背后的机制了。已经有很多研究发现，BACH1与乳腺癌等多种癌症的转移有关，而且顾伟团队去年的一项研究成果也证实了BACH1促癌症转移的能力[6]。于是，他们就打算围绕BACH1展开，看看生酮饮食促进癌症转移是否受BACH1的调控。通过敲除BACH1基因的小鼠模型，他们证实，生酮饮食促癌症转移的能力确实有赖于BACH1的存在。只要敲除BACH1基因，生酮饮食促进癌症肺转移的能力就消失殆尽了。▲ BACH1至关重要随后，顾伟团队在体外模拟了葡萄糖剥夺和生酮饮食，探索BACH1促进癌症转移的机制。他们发现，无论是葡萄糖剥夺和生酮饮食条件下，细胞迁移诱导透明质酸酶1（CEMIP）、CXCL14和NGFR等促癌症转移的蛋白表达被上调。敲除BACH1基因之后，这种上调现象消失，换成其他的乳腺癌细胞系也有类似的结果。在引入BACH1抑制剂HPPE或hemin之后，原本被BACH1抑制的基因表达上调，而上述被BACH1促进表达的基因表达下调。他们还证实，被BACH1上调表达的CEMIP虽然不会影响癌细胞增殖，但却能显著增强癌细胞的迁移能力。▲ CEMIP增强癌细胞迁移能力至于BACH1是如何调控下游促癌基因的表达，顾伟团队也做了探索。他们发现，生酮饮食带来的葡萄糖剥夺，会导致应激反应转录因子ATF4的水平增加；而ATF4可以与BACH1直接互作，导致ATF4也被招募到促进癌症转移靶基因的启动子上；进而增强BACH1在这些启动子上的DNA结合活性，最终导致促转移基因的转录增强。▲ 机制示意图在研究的最后，顾伟和他的同事基于北大团队构建的GEPIA2数据库，探索了BACH1和CEMIP的mRNA水平与浸润性乳腺癌患者总生存率之间的关系。他们发现，二者的表达水平均与患者的生存率存在负相关关系。这一方面表明，人体内可能也存在类似的机制；另一方面，意味着BACH1和CEMIP在浸润性乳腺癌中具有潜在预后价值。总的来说，顾伟团队这项研究成果发现生酮饮食有促进癌症转移的潜力，并揭示了背后的分子机制。基于这一发现，他们也提醒广大癌症患者，需警惕生酮饮食的潜在风险。实际上，之前也有研究发现生酮饮食对癌症患者有不利影响。来自冷泉港实验室的科学家发现，在高表达IL-6的癌种中，生酮饮食或会加速恶病质、缩短生存期[3]。无论如何，“生酮饮食抗癌”这一假说，目前还处于临床前的基础研究阶段，是不是能走进现实造福广大癌症患者，仍需临床研究检验，还有相当长的路要走。因此，请广大的癌症患者朋友，不要自行尝试。参考文献：[1].Su Z, Liu Y, Xia Z, Rustgi AK, Gu W. An unexpected role for the ketogenic diet in triggering tumor metastasis by modulating BACH1-mediated transcription. Sci Adv. 2024;10(23):eadm9481. doi:10.1126/sciadv.adm9481[2].Dmitrieva-Posocco O, Wong AC, Lundgren P, et al. β-Hydroxybutyrate suppresses colorectal cancer. Nature. 2022;605(7908):160-165. doi:10.1038/s41586-022-04649-6[3].Ferrer M, Mourikis N, Davidson EE, et al. Ketogenic diet promotes tumor ferroptosis but induces relative corticosterone deficiency that accelerates cachexia. Cell Metab. 2023;35(7):1147-1162.e7. doi:10.1016/j.cmet.2023.05.008[4].Dai X, Bu X, Gao Y, et al. Energy status dictates PD-L1 protein abundance and anti-tumor immunity to enable checkpoint blockade. Mol Cell. 2021;81(11):2317-2331.e6. doi:10.1016/j.molcel.2021.03.037[5].Ferrere G, Tidjani Alou M, Liu P, et al. Ketogenic diet and ketone bodies enhance the anticancer effects of PD-1 blockade. JCI Insight. 2021;6(2):e145207. Published 2021 Jan 25. doi:10.1172/jci.insight.145207[6].Su Z, Kon N, Yi J, et al. Specific regulation of BACH1 by the hotspot mutant p53R175H reveals a distinct gain-of-function mechanism. Nat Cancer. 2023;4(4):564-581. doi:10.1038/s43018-023-00532-z本文作者丨BioTalker