CX3CR1

04月02日的《热心肠日报》，我们解读了 15 篇文献，关注：关节炎，FMT，IBD，流行病学，乳糜泻，致病菌，肠道免疫细胞，昆虫，LISCure，Affibody，瀚科迈博，加科思，飞鹤。 ​​ 该篇日报由R·AI辅助创作生成，人工审核校对。 肠上皮细胞坏死是肠道和关节炎发展之间的关键联系 Annals of the Rheumatic Diseases——[27.4] ① 这项研究确定了肠上皮细胞（IEC）坏死是肠道和关节炎发展之间的关键联系；② 关节炎发作时，IEC经历凋亡和坏死，导致肠道屏障功能受损；③ 在关节炎发作期间，HIF1α被确定为IEC中上调基因之一，在IEC中删除Hif1a增强了IEC坏死，引发肠道炎症并加重了关节炎；④ HIF1α是坏死诱导因子RIPK3的关键转录抑制因子，且在新发病风湿性关节炎患者的肠上皮中也发现了增强的RIPK3表达，表明肠上皮细胞发生坏死；⑤ 通过治疗性稳定HIF1α以及基于小分子的RIPK3抑制剂，在体外和体内拯救了肠道坏死，并抑制了关节炎的发展。 【原文信息】 Expression of HIF1α in intestinal epithelium restricts arthritis inflammation by inhibiting RIPK3-induced cell death machinery 2024-03-19 , doi: 10.1136/ard-2023-224491 Nature子刊：粪菌移植治疗溃疡性结肠炎的临床反应与GBP5有关 Nature Communications——[16.6] ① 分析粪菌移植（FMT）在溃疡性结肠炎（UC）患者身上的分子反应，探索FMT如何影响人类结肠黏膜的基因表达；② 相较于安慰剂干预，FMT改变了患者结肠黏膜转录组（受影响的基因数量：3 vs 75），包括对结构、代谢和炎症通路的调节；③ 在疾病缓解的患者中，调节的途径包括紧密连接、钙信号和异物代谢；④ GBP5和IRF4的下调与疾病缓解相关，而GBP5基因缺失的雌性小鼠比野生型同胞更能抵抗结肠炎，表现出更高的结肠IRF4磷酸化水平；⑤ 本研究表明GBP5可能在结肠炎的发展中起到负面作用，而FMT后的结肠粘膜反应能够区分UC患者是否实现缓解。 【原文信息】 Profiling the colonic mucosal response to fecal microbiota transplantation identifies a role for GBP5 in colitis in humans and mice 2024-03-26 , doi: 10.1038/s41467-024-46983-5 过去20年IBD的演变与变化 EClinicalMedicine——[15.1] ① 这项跨国多中心研究揭示了过去二十年间炎症性肠病（IBD）表现模式的变化，为改善患者的诊断、管理和预后提供了重要见解；② 共纳入6个国家1430名IBD患者（84.5%溃疡性结肠炎和14.3%克罗恩病），根据首次诊断时间分为3组：超过15年（A组）、5-15年（B组）和近5年（C组）；③ 与C组相比，A组和B组的肠外症状更为普遍、食物敏感率更高；④ 在C组中，左侧结肠炎成为溃疡性结肠炎最常见的亚型，且腹痛和腹胀的发生率增加，而腹泻的频率有所下降；⑤ 在C组中，克罗恩病患者上消化道症状更为普遍，无病发作的患者相对比例增加，表明IBD的管理和治疗可能有所改善。 【原文信息】 Inflammatory bowel disease evolution in the past two decades: a chronological multinational study 2024-03-15 , doi: 10.1016/j.eclinm.2024.102542 华北理工：IBD不会独立增加癌症风险 BMC Medicine——[9.3] ① 华北理工大学王友信团队探究了炎症性肠病（IBD）与癌症风险之间的关联，未发现两者之间因果关系的可靠遗传学证据，暴露于IBD可能并不独立地增加癌症风险；② 在东亚或欧洲人群中，IBD、克罗恩病（CD）或溃疡性结肠炎（UC）与癌症之间没有显著的遗传相关性；③ 东亚人群中未观察到IBD与癌症之间的显著因果关系，欧洲人群中CD与卵巢癌之间以及UC与非黑色素瘤皮肤癌之间存在显著关联；④ 多变量孟德尔随机化分析未发现以上任何显著关联；⑤ 使用共定位分析，在东亚或欧洲人群中，没有共享的因果变异体可以证明IBD、CD或UC与癌症之间的关联。 【原文信息】 Association between inflammatory bowel disease and cancer risk: evidence triangulation from genetic correlation, Mendelian randomization, and colocalization analyses across East Asian and European populations 2024-03-25 , doi: 10.1186/s12916-024-03352-9 麦醇溶蛋白肽寡聚化或可增加肠道通透性 Angewandte Chemie International Edition——[16.6] ① 本研究揭示了33-mer去酰胺化麦醇溶蛋白肽（DGP）在乳糜泻中的新作用机制；② 33-mer DGP是一种代谢修饰的小麦麸质抗原，可自发地组装成直径为24纳米的寡聚体；③ 33-mer DGP寡聚体主要呈现两种次级结构：主要的多脯氨酸II螺旋和次要的β-折叠结构；④ 33-mer DGP刺激下会导致肠上皮细胞模型Caco-2的通透性显著增加，伴随着紧密连接蛋白zonula occludens-1（ZO-1）的重新分布；⑤ 本研究为33-mer DGP对乳糜泻的影响进行了深入探究，并提示麦醇溶蛋白肽寡聚化与乳糜泻的相关性。 【原文信息】 The Celiac-Disease Superantigen Oligomerizes and Increases Permeability in an Enterocyte Cell Model 2024-03-18 , doi: 10.1002/anie.202317552 山一大团队：沙门氏菌操纵巨噬细胞，突破肠-血管屏障 EMBO Journal——[11.4] ① 肠道病原体沙门氏菌在侵袭肠道上皮细胞后迅速进入血液循环，山东第一医科大学的李冰清和陈启鑫团队发表文章，揭示了沙门氏菌在早期感染时通过操控CX3CR1+巨噬细胞迁移来穿透肠-血管屏障，进入血液循环；② 沙门氏菌依赖于宿主细胞的肌动蛋白和病原体效应蛋白SteC来诱导巨噬细胞的迁移/侵袭特性；③ SteC招募宿主肌球蛋白轻链蛋白Myl12a并磷酸化其Ser19和Thr20残基，Myl12a的磷酸化导致肌动蛋白重排，增强了巨噬细胞的迁移和侵袭能力；④ SteC能够利用多种NTPs，而不仅仅是ATP，对Myl12a进行磷酸化；⑤ 解析了SteC的晶体结构，揭示了其非典型的二聚体介导的催化机制，并证实了SteC介导的细胞骨架操控对沙门氏菌穿透肠血管屏障和扩散至靶器官至关重要。 【原文信息】 Salmonella manipulates macrophage migration via SteC-mediated myosin light chain activation to penetrate the gut-vascular barrier 2024-03-25 , doi: 10.1038/s44318-024-00076-7 CD4+CD8αα+肠道上皮内淋巴细胞发育的途径和机制（综述） Trends in Immunology——[16.8] ① CD4+CD8αα+T细胞是由成熟的CD4+ T细胞通过转录因子重编程分化而来，在小肠上皮中具有独特的发育途径；② 微生物代谢产物、细胞因子、MHC-II及其他细胞表面分子的共同作用促进了CD4+ T细胞向CD4+CD8αα+ T细胞的表型和功能转变；③ CD4+CD8αα+ T细胞兼具CD4+辅助T细胞和CD8+细胞毒性T细胞的标志物和分子，并具有广泛的免疫调节功能，从肠上皮细胞的细胞溶解到肠黏膜的免疫抑制，其功能可能取决于不同的环境条件，有待进一步研究。 【原文信息】 Pathways and mechanisms of CD4+CD8αα+ intraepithelial T cell development 2024-03-20 , doi: 10.1016/j.it.2024.02.006 中性粒细胞促进结直肠癌中血管生成 Journal of Clinical Investigation——[15.9] ① 这项研究揭示了中性粒细胞（PMN）在结直肠癌（CRC）中的组织特异性重编程，导致其促进肿瘤的血管生成；② 通过对血液和组织中性粒细胞的转录组分析，发现定位于外周血液、炎症性结肠和肿瘤的PMN三者的转录程序有明显差别；③ 肿瘤相关中性粒细胞（TANs）独特地富集血管生成和血管发育途径，且体外培养、结肠炎诱导的小鼠CRC和患者来源的异种移植模型等功能研究证明TANs在促进肿瘤血管化中具有关键作用；④ Spp1和Mmp14在TANs中高度诱导，对内皮细胞趋化和分支有关键调控作用；⑤ TCGA数据集和临床标本证实了SPP1和MMP14在高级别CRC患者中的富集，但在UC患者中并不富集；⑥ 使用药理学抑制TANs迁移或MMP14活性有效减少肿瘤血管密度，导致结直肠癌消退。 【原文信息】 Tissue-specific reprogramming leads to angiogenic neutrophil specialization and tumor vascularization in colorectal cancer 2024-02-08 , doi: 10.1172/JCI174545 Cell子刊：衰老细胞与巨噬细胞合作促进果蝇肠道转化 Developmental Cell——[11.8] ① 本研究探索体内如何整合多种诱导衰老信号来驱动仅少数细胞的衰老机制；② 在果蝇肠道转化模型中，AKT、JNK和DNA损伤信号同时激活导致部分细胞表现出多种衰老特征；③ 通过遗传手段或使用衰老细胞清除剂消除衰老细胞，可减少组织过度生长并提高存活率；④ 衰老细胞通过招募果蝇巨噬细胞到转化组织中，导致JNK信号的非自主激活，从而促进肿瘤发生；⑤ 本研究揭示了在果蝇肠道转化模型中，衰老细胞通过与巨噬细胞的相互作用，通过多激酶信号网络促进肠道转化的新机制。 【原文信息】 Senescent cells and macrophages cooperate through a multi-kinase signaling network to promote intestinal transformation in Drosophila 2024-01-31 , doi: 10.1016/j.devcel.2024.01.009 土壤细菌定植昆虫肠道激活免疫系统的奇妙之旅 PNAS——[11.1] ① 昆虫缺乏获得性免疫，也曾被认为没有免疫记忆，但最近的研究报道了“免疫印记”现象，即低剂量的病原体或非病原微生物刺激免疫并预防病菌感染，但其潜在机制尚不清楚；② PNAS发表的研究性论文揭示了摄入特定的土壤细菌Burkholderia能够穿透豆虫Riptortus pedestris的前肠道上皮细胞，迁移到体液中，从而激活系统性免疫，包括体液和细胞免疫反应；③ 这种激活的免疫反应不仅不会对宿主的健康产生负面影响，反而能够保护昆虫免受后续的病原细菌感染；④ 研究还发现，一旦中断了Burkholderia菌株与肠道上皮细胞的接触，宿主的免疫力会回落到感染前的水平，使昆虫更容易受到微生物感染，说明持续获取环境细菌对于维持有效免疫至关重要。 【原文信息】 Ingested soil bacteria breach gut epithelia and prime systemic immunity in an insect 2024-03-04 , doi: 10.1073/pnas.2315540121 LISCure活菌药LB-P8治疗PSC获FDA快速通道资格认定 ① 3月29日，LISCure Biosciences公司宣布，旗下治疗原发性硬化性胆管炎（PSC）活菌药LB-P8获得FDA快速通道资格认定；② LB-P8是目前在治疗PSC上唯一报告进入临床开发阶段的活菌药产品；③ LB-P8已在2022年获得治疗PSC的孤儿药资格认定，目前正处于2期临床研究阶段；④ LISCure Biosciences公司计划在美国和欧洲多个医疗机构开展该临床研究，并预计在2025年初获得初步结果。 【原文信息】 LISCure Biosciences receives U.S. FDA Fast Track designation for LB-P8 for the treatment of primary sclerosing cholangitis (PSC) 2024-03-29 , CISION Affibody PET显像剂ABY-025 2期临床首例胃食管癌患者入组 ① 3月26日，Affibody AB公司宣布，旗下PET/CT显像剂ABY-025，其2期临床试验的首例胃食管癌患者完成入组；② 胃食管癌早期诊断和治疗仍然是医学界面临的难题之一，患者HER2基因表达水平是衡量患者能否从靶向治疗中获益的重要标志；③ 使用ABY-025进行PET/CT成像，可以在注射后3-4小时确认肿瘤HER2基因表达水平的高低，从而预测靶向药物治疗效果；④ 研究还将比较PET/CT成像与组织活检获得的HER2表达水平数据 ，从而评估这一靶向检测手段能否带来新的治疗契机。 【原文信息】 FIRST GASTROESOPHAGEAL CANCER PATIENTS ENROLLED IN PHASE 2 BASKET TRIAL USING AFFIBODY’S PET IMAGING AGENT ABY-025 2024-03-28 , Affibody 瀚科迈博创新药HuA21 1b/2期临床完成首例患者入组 ① 3月29日，瀚科迈博自主研发的1类创新药HuA21注射液，其1b/2期临床试验完成首例受试者入组；② 该研究旨在评估HuA21注射液联合曲妥珠单抗化疗，治疗HER2阳性胃癌患者的安全性、耐受性和有效性；③ 该研究由复旦大学附属中山医院刘天舒教授和安徽医科大学第一附属医院孙倍成教授共同牵头；④ HuA21在1期临床试验中展现了优异的抗肿瘤活性，有望成为改变现阶段治疗方案的新药，瀚科迈博具有完全自主知识产权。 【原文信息】 瀚科迈博创新药HuA21注射液 Ib/II 期临床研究完成首例受试者入组 2024-03-29 , 安科生物 加科思JAB-30355片临床试验申请获CDE受理 ① 3月28日，北京加科思新药研发有限公司宣布其1类新药JAB-30355片的临床试验申请获国家药品审评中心（CDE）受理；② JAB-30355片是一款针对P53 Y220C的激活剂，用于治疗局部晚期或转移性实体瘤；③ 研究表明，JAB-30355片在多种肿瘤模型中实现了肿瘤消退，包括胃癌、乳腺癌和肺癌等；④ 该药物在美国已获批新药研究申请（IND），将开展针对晚期实体瘤的1/2a期临床试验；⑤ 此外，加科思布局了KRAS G12C抑制剂、SHP2抑制剂、BET抑制剂、GUE抑制剂等多款在研项目。 【原文信息】 加科思「P53 Y220C激活剂」在华申报临床 2024-03-29 , 药智新闻 飞鹤取得加拿大首张婴幼儿配方奶粉生产执照 ① 近日，飞鹤旗下加拿大皇家妙克公司获得加拿大食品检验局（CFIA）批准生产婴幼儿配方奶粉许可；② 该公司计划今年夏天将产品推向加拿大当地零售分销渠道；③ 飞鹤在加拿大的奶粉生产工厂是当地第一家婴幼儿配方奶粉生产企业，且在投产后也是加拿大当地生产、销售的第一个奶粉品牌；④ 2016年年底，飞鹤与加拿大金斯顿市签约，拟在该市投资建厂，该厂于2017年6月份开建，2019年调试完成。 【原文信息】 飞鹤取得加拿大首张婴幼儿配方奶粉生产执照 2024-03-29 , FoodTalks 感谢本期日报的审核者：章台柳，九卿臣，RZN，注册营养师陈彬林，圆圈儿，好雨，Richard，Alex Zhang 点击阅读过去10天的日报： 0401 | 3月，最值得关注的35篇肠道健康要闻！ 0331 | 聚焦特殊人群：老年人和孕妈妈的饮食新知 0330 | Akk菌或是免疫性肾病帮凶？Science子刊揭示机制 0329 | 33页综述纵论：超加工食品健康转型的新策略 0328 | Science子刊：锁定肠道中让病毒逃脱免疫的"避风港" 0327 | 10文聚焦菌群-肠-脑轴研究新进展 0326 | 100分综述详解：IBD细胞因子疗法最前沿 0325 | 大肠癌患病为何年轻化？遗传与生活方式的双重影响 0324 | 大型临床试验：补钙补D如何影响老年女性长期健康？ 0323 | Lancet+JAMA领衔，聚焦炎症性肠病诊断与治疗

导读：G 蛋白偶联受体（GPCR, G protein-coupled receptor）是细胞表面的膜蛋白家族，在人体及多种动物体内广泛存在。GPCR 参与多种疾病的发生机制，如癌症、神经疾病、代谢疾病、免疫疾病和炎症等。因此，GPCR是药物开发的重要靶点。然而，由于跨膜蛋白自身的特性，GPCR靶向药物（尤其是抗体）开发的最大挑战在于抗原的可及性，在体外很难获得具有生物活性的全长GPCR蛋白。 今天的文章，菌菌总结了GPCR抗体开发的潜力和难点，包括GPCR抗体的应用前景、早期开发流程与面临的技术挑战。我们还汇总了当前的GPCR免疫原类型及优劣势，包括表达目标抗原的全细胞或细胞膜、VLP嵌合抗原、纯化后的抗原、DNA、以及最新技术驱动下的mRNA免疫原。 GPCR是最大的蛋白质超家族之一，由800多个家族成员组成。这类受体的结构特点是具有七个跨膜结构域。GPCR激动剂能够诱导其构象变化，激活其与下游信号蛋白（以异三聚体G蛋白为主）的结合。GPCR家族蛋白作用于多种细胞通路。据早期文献报道，约40%的上市药物通过GPCR介导其效应。 GPCR的化学特性、结构、信号和药理学有助于靶向药物的开发。2012年的诺贝尔化学奖授予了Brian Kobilka和Robert Lefkowitz，以表彰他们关于“G蛋白偶联受体功能方面的重要发现”。 根据既往报道，超过200个GPCR靶点在临床前或临床研究中显示出特异性抗体开发的可行性，涵盖多疾病领域，如肿瘤、代谢疾病、炎症、呼吸道疾病、感染性疾病等。目前，FDA已批准3种靶向GPCR或GPCR相关配体的单克隆抗体用于非肿瘤适应症，分别为莫格利珠单抗（mogamulizumab, C-C 趋化因子受体4(CCR4)）、erenumab（抗降钙素基因相关肽(CGRP)1型受体）和eptinezumab（CGRP）。 其他在研的GPCR抗体靶点包括但不限于C-C趋化因子受体7 (CCR7)、CCR5、C-X-C基序趋化因子受体2（CXCR2）、CXCR4、C-X3-C 趋化因子受体1（CX3CR1）、补体5a受体（C5aR）、G蛋白偶联受体（GPR20）、GPR56、β1-肾上腺素受体、胃泌素/胆囊收缩素B型受体（CCKBR）、趋化因子样受体1 （CMKLR1）、甲酰基肽受体1（FPR1）、胰高血糖素受体（GCGR）、蛋白酶激活受体4（PAR4）、富含亮氨酸重复单位的G蛋白偶联受体（LGR5）。 抗体类药物的早期开发流程一般为抗原选择、抗原制备、动物免疫、抗体筛选和测序，以获得特异性抗体序列，随后进行抗体改造、体外试验、动物试验和临床试验验证。 2.1 GPCR抗原的选择和制备 抗原发挥免疫原的作用，刺激宿主动物产生特异性抗体，随后通过一定的筛选手段进行鉴别。抗原的选择和制备是抗体开发的重要环节。 目前，GPCR常用的免疫原种类包括：纯化的抗原、全细胞、细胞膜组分、病毒样颗粒（VLP）、合成多肽、DNA和mRNA。GPCR抗原的制备是一大技术难题，不同种类抗原的制备方式、免疫原性和特异性存在很大差异。 2.2 动物免疫与GPCR抗体筛选 目标抗原制备完成后，下一步是进行动物免疫。常规单克隆抗体通常选择鼠、兔、羊等作为宿主动物进行抗原免疫；而纳米抗体（也称单域抗体）、重链抗体的筛选以羊驼或鲨鱼为代表。动物免疫的其他关键点包括宿主动物的年龄、抗原用量、注射方式和部位等。 随着传统单克隆抗体、双特异性抗体、抗体偶联药物、纳米抗体的发展，抗体筛选技术也趋于成熟，包括杂交瘤技术、B细胞筛选技术、噬菌体展示技术、酵母展示技术等。我们可以通过以上方法得到抗体序列，包括可变区域的互补决定区（CDR）。 GPCR抗体的开发同样面临技术上的挑战，主要在于GPCR特异性抗原或抗原表位的可及性，及其与GPCR生物学的相关性。 当前虽存在多种类型的抗原用于抗体的筛选，然而或多或少存在缺陷与不足。全细胞抗原、膜组分和VLP存在其他背景抗原的干扰，免疫原性和特异性差；纯化抗原较难制备；多肽类抗原完整性差；DNA抗原细胞核内递送困难、抗原表达水平低且依赖佐剂。 依托mRNA这一近年趋向成熟的技术平台（核苷酸修饰和递送技术等不断优化），能够在目标宿主内表达天然有活性的GPCR蛋白。mRNA作为免疫原的独特优势，有望在GPCR抗体筛选中发挥有效作用，加速GPCR抗体成药的研发进程。 参考文献 [1] Hutchings CJ, Koglin M, Olson WC, Marshall FH. Opportunities for therapeutic antibodies directed at G-protein-coupled receptors. Nat Rev Drug Discov. 2017 Sep;16(9):787-810. doi: 10.1038/nrd.2017.91. [2] Gulezian E, Crivello C, Bednenko J, Zafra C, Zhang Y, Colussi P, Hussain S. Membrane protein production and formulation for drug discovery. Trends Pharmacol Sci. 2021 Aug;42(8):657-674. doi: 10.1016/j.tips.2021.05.006. [3] Hutchings CJ. A review of antibody-based therapeutics targeting G protein-coupled receptors: an update. Expert Opin Biol Ther. 2020 Aug;20(8):925-935. doi: 10.1080/14712598.2020.1745770.[4] High P, Carmon KS. G protein-coupled receptor-targeting antibody-drug conjugates: Current status and future directions. Cancer Lett. 2023 Jun 28;564:216191. doi: 10.1016/j.canlet.2023.216191. 内容来源于网络，如有侵权，请联系删除。

不知道大家发现没有，一些研究方向跟着大牛肯定是没有任何问题的，比如之前推广过的张泽民老师的中性粒细胞，组织驻留记忆T细胞。这次终于卷到NK细胞了，敲黑板，5+IF文章，爱要不要。NK细胞在肿瘤的预后，治疗中发挥作用巨大，这一次又是大佬叠加cell推荐，必然会成为文章发表的新热点，大家一定要引起关注。什么？有人担心结果做不出来？大佬都总结好了！秘密就在图片中！图中的排序就是肿瘤相关NK细胞占比！肝癌、结肠癌、甲状腺癌、胰腺癌和头颈部鳞状细胞癌荣获前五！这五个方向科研人冲就对了！大家好，最近张泽民教授又出新成果了，团队成员联合中国科学技术大学彭慧教授课题组，在《Cell》杂志上发表了题目为“A pan-cancer single-cell panorama of human natural killer cells”的论文，该研究收集整理了大量公开的单细胞转录组数据，涉及24种癌症类型，包括来自716名患者的1223个样本的NK细胞单细胞表达谱数据，首次在泛癌水平系统地鉴定到了5类CD56 bright CD16 lo 和9类CD56 dim CD16 hi NK细胞亚群，并详细地刻画了各类群的表型和功能多样性。数据来源1. 大量公开的单细胞转录组数据公开发表的70个数据集的scRNA-seq数据，来自669名患者的1146个样本，包括肿瘤、邻近非肿瘤组织、外周血和其他组织(如淋巴结)。2.新生成的scRNA-seq数据作者从其团队之前的研究中收集和分析了来自47名癌症患者的77个样本，涉及8种癌症类型。分析流程将公开数据库的数据和研究团队新生成的scRNA-seq数据，进行整合，得到来自共计716名患者的1223个样本的NK细胞单细胞表达谱数据，涉及24种癌症类型，本研究最终获得了160,011个高质量NK细胞，其中包括11,963个新生成的NK细胞。分析流程图结果解读1.在单细胞水平上构建人类泛癌NK细胞景观为了更好地定义NK细胞的泛癌群体结构，作者整合了数据集之间批次效应最小的scRNA-seq数据，并进行了两轮无监督聚类。第一轮分析是基于高表达的典型细胞标记NCAM1和FCGR3A，分别对应于先前报道的“NK_1”和“NK_2”群体，区分两种特征明确的主要细胞类型为CD56brightCD16lo和CD56dimCD16hi。在第二轮聚类中，CD56brightCD16lo区可以进一步细分为5个细胞群， CD56dimCD16hi区进一步被确定为9个细胞群，其中包括同时表达高水平的NCAM1和FCGR3A的CD56brightCD16hi NK细胞，其表现出介于CD56brightCD16lo和CD56dimCD16hi NK细胞之间的中间特征，表明不同的细胞亚群具有不同的转录表型。接下来，作者分析了所有亚群的组织分布，观察到不同的组织富集模式，表明本研究的综合分析可以保留不同组织的异质性。为了进一步证实聚类的稳定性，作者还将血液、肿瘤和邻近非肿瘤组织中的NK细胞分别重新聚类，聚类结果高度一致。此外，作者还发现不同发育状态的NK细胞亚群在肿瘤中同时存在，表明NK细胞向肿瘤的迁移可能与NK细胞成熟解耦。        作者进一步检查了基因表达特征，以破译不同细胞亚群之间的功能差异。研究发现，CD56dimCD16hi NK细胞高表达细胞毒性效应基因，包括穿孔素(PRF1)和除GZMK外的大多数颗粒酶(GZMB、GZMA和GZMH)，而GZMK只在CD56brightCD16lo NK细胞中表达，CD56brightCD16lo NK细胞还表达多种细胞因子基因，如IL-8等。此外，作者还描述了NK细胞亚群中激活或抑制受体的表达情况，结果表明不同细胞亚群的转录和功能表型存在显著差异。   总之，作者在单细胞水平上构建了人类泛癌NK细胞的详细转录组谱，深刻剖析了不同NK细胞亚群的分子特异性，并揭示了其未被重视的异质性。图1 NK细胞泛癌单细胞图谱及其特征2. 不同肿瘤类型NK细胞的组织异质性接下来，作者评估了不同癌症类型中肿瘤浸润NK细胞群的偏好，观察到不同癌症类型中，NK细胞亚群的分布存在明显差异。如，未成熟的CD56brightCD16lo NK细胞在鼻咽癌和基底细胞癌中占主导地位，而成熟的CD56dimCD16hi NK细胞在肾癌和肺癌中占主导地位，这与先前的报道一致。其他如结直肠癌和肝癌中没有明显的差异(图2A)。 为了进一步检验上述现象是否可以用器官特异性来解释，作者分析了邻近非肿瘤组织中主要NK细胞类型的内在组成及其在肿瘤中的相应变化。结果发现，在包括肺癌、肾癌在内的多种癌症类型中，CD56dimCD16hi NK细胞在肿瘤组织中的比例明显降低(图2B)，乳腺癌和食管癌等癌症类型中的优势NK细胞群发生了逆转(图2C)。这些观察结果表明，器官特异性和肿瘤因素共同影响NK细胞群的分布。作者进一步从细胞亚群的角度探索NK细胞的癌症类型特异性，根据NK细胞亚群比例对所分析的癌症类型进行分层。结果发现，NK细胞亚群如c2-CX3CR1在胰腺癌、乳腺癌和黑色素瘤中表现出强烈的偏好。在某些癌症类型中观察到高变异性，如c4-NFKBIA和c7-NR4A3从头颈部鳞状细胞癌和甲状腺癌到食管癌和鼻咽癌的中位数频率显著降低(图2D)。 此外，作者还发现，罕见CD56brightCD16hi NK细胞亚群在黑色素瘤和白血病中大量存在，特别是在急性髓性白血病(AML)中(图2D)，与AML患者的总生存率和无复发生存率的降低有关。与其他NK细胞群相比，这些低成熟阶段的CD56brightCD16hi细胞在激活和抑制受体方面表现出独特的表型和功能变化(图2E)。综上所述，作者认为，目前基于NK细胞的治疗侧重于增强NK细胞的活化和延长其寿命，但通常忽略了癌症类型之间的异质性和TME对NK细胞细胞毒性功能的抑制作用，这些都应该在未来的治疗策略中加以考虑。图2 肿瘤浸润NK细胞在癌症类型中的异质性3. RGS1是组织浸润NK细胞的标志如上所述，NK细胞成分从血液到组织显著改变。同样，在组织浸润NK细胞与其血液对应物之间检测到广泛的转录变化(图3A)。先前的研究已经确定了组织驻留NK细胞的几种标记物，如CD69、CD103、CXCR6和CD49a。然而，作者发现ITGA1 (CD49a)、ITGAE (CD103)和CXCR6在单细胞转录组水平的检测很少，CD69在NK细胞(包括血液细胞)中广泛表达(图3E)。作者选择了血液和组织之间的差异表达基因，并进一步评估了它们的敏感性和特异性，以区分NK细胞的组织来源。RGS1 (G蛋白信号1的调节因子)被明确识别，其只在肿瘤和邻近非肿瘤组织的NK细胞中表达，但在血液中几乎检测不到(图3C和3D)。此外，RGS1的表达与KLF2、SELL等迁移信号相反(图3E)。与上述常规组织驻留标志物相比，RGS1具有更高的敏感性和特异性。接下来，作者直接比较了RGS1与ITGAE、CD69等在血液中的表达模式，发现RGS1单独在血液中的检出率最低，而RGS1/CD69组合可以进一步提高组织中的阳性检出率(图3F)， 还可以更好地区分血液和非血液NK细胞。值得注意的是，RGS1在癌症患者中广泛表达(图3G-H)。综上所述，这些特征暗示了RGS1单独或与CD69结合的潜在作用，在转录组水平上是组织浸润NK细胞的优秀标记物。作者推测RGS1的表达可能减弱G蛋白的信号活性，导致NK细胞趋化迁移能力减弱，促进NK细胞驻留。RGS1在NK细胞中的作用机制有待进一步研究。 图3 RGS1作为NK细胞关键组织浸润标志物的鉴定4. 肿瘤相关NK细胞程序及其特征接下来，作者试图阐明NK细胞在肿瘤中的具体特征。利用RNA 速率分析，作者分析了NK细胞的转录动力学，在CD56brightCD16lo和CD56dimCD16hi NK细胞中观察到从血液富集亚群到肿瘤浸润亚群的明确定向流动，作者发现CD56dimCD16hi c6-DNAJB1 NK细胞位于速率分析末端，因此推断为终末状态(图4A)。值得注意的是，来自邻近非肿瘤组织的CD56dimCD16hi NK细胞主要出现在富含c7-NR4A3细胞的均匀歧形近似和投影(UMAP)区域；相比之下，肿瘤来源的CD56dimCD16hi NK细胞在富含c6-DNA JB1细胞的UMAP区域占主导地位(图4B)。与此一致的是，肿瘤富集的c6-DNAJB1 NK细胞的标记物，如DNAJB1和HSPA1A在肿瘤浸润的CD56dimCD16hi NK细胞群中高度表达(图4C)。作者进一步关注肿瘤微环境，发现肿瘤组织中高度富集一群DNAJB1+ CD56dimCD16hi NK细胞。数据分析发现，该群细胞具有功能失调的表型，包括杀伤性下降、抑制受体上升、高表达应激反应相关蛋白等，因此将这一群细胞命名为肿瘤相关NK细胞（Tumor-associated NK cells, TaNK cells）(图4D)。作者还利用流式细胞术验证了TaNK细胞(CD56dimCD16hi HSP40+)在体内肿瘤的富集情况。结果显示，在1例肝内胆管癌和6例HCC样本中发现了TaNK细胞，其在肿瘤浸润性CD56dimCD16hi NK细胞中的比例高于匹配的邻近肝组织，与作者的scRNA-seq数据一致(图4E)。为了检验TaNK细胞的新特征，作者通过拟时序分析来研究CD56dimCD16hi NK细胞的动态，其结果和RNA速率分析结果一致。有趣的是，CD56dimCD16hi NK细胞在过渡过程中表现出细胞毒性降低，抑制受体和应激基因表达升高(图4F)。值得注意的是，在所有肿瘤浸润的CD56dimCD16hi NK细胞亚群中，终端TaNK细胞具有最低的细胞毒性和最高的应激评分。相比之下，相应的c7-NR4A3在邻近非肿瘤组织中富集，具有高细胞毒性(图4G)。通过对几种癌症类型进行多重免疫荧光染色，作者观察到TaNK细胞表现出较低水平的GZMB(图4H)。肝癌患者的流式细胞术分析进一步证实，与CD56dimCD16hi HSP40−NK细胞相比，TaNK细胞在肿瘤部位的细胞毒性颗粒(颗粒酶B和穿孔素)表达较低，抑制受体CD158a (KIR2DL1)和CD158e (KIR3DL1)表达较高(图4I和4J)。肝癌患者的流式细胞术分析进一步证实，与CD56dimCD16hi HSP40−NK细胞相比，TaNK细胞在肿瘤部位的细胞毒性颗粒(颗粒酶B和穿孔素)表达较低，抑制受体CD158a (KIR2DL1)和CD158e (KIR3DL1)表达较高(图4I和4J)。这些结果表明，TaNK细胞可能与功能失调状态有关。此外，作者还观察到了NR4A核受体家族随着拟时序的增加而呈现的差异动态趋势(图4F)。c7-NR4A3 NK细胞高表达NR4A2和NR4A3，而TaNK细胞高表达NR4A1。有趣的是，NR4A1已被确定为T细胞功能障碍的关键介质，并被认为有助于限制实体瘤中CAR - T细胞的功能。总之，该研究数据表明，肿瘤中的TaNK细胞可能发生终末功能障碍，并可能在TME中发挥关键作用。图4肿瘤相关NK细胞的特征5. TaNK细胞与不良预后和免疫治疗耐药的关系由于NK细胞和CD8+ T细胞表现出广泛的表型和功能相似性，作者接下来研究了靶向CD8+ T细胞的免疫检查点阻断(ICB)疗法是否也会影响NK细胞。在肿瘤浸润性NK细胞和CD8+ T细胞中，TaNK细胞和耗竭T细胞(Tex)表现出明显的应激状态(图5A)，提示它们参与肿瘤免疫应答。两者都高度表达一系列抑制性受体分子，然而它们在各种免疫调节基因上具有不同的表达谱。传统的免疫检查点基因，如PDCD1和CTLA4，在TaNK细胞上几乎不表达(图5A)，这意味着它们不是抗PD-1/CTLA-4治疗的直接靶点。在TME和当前的ICB治疗中，TaNK细胞可能与Tex细胞发挥不同的作用。作者观察到不同癌症类型的TaNK细胞丰度存在显著差异(图5B)，肿瘤分期对TaNK细胞比例的影响很小(图5C)。值得注意的是，在TCGA数据集中，肿瘤中的高TaNK细胞信号与大多数癌症类型的低生存率相关(图5D和5E)。作者进一步应用基于深度学习的模型进行反卷积和细胞组成分析，发现高TaNK细胞频率表明癌症患者预后不良。作者还通过分析先前乳腺癌和黑色素瘤的ICB治疗研究中预处理肿瘤的scRNA-seq数据 (图5F)，研究了TaNK细胞是否与ICB治疗应答相关。值得注意的是，在两种癌症类型中，无应答患者中观察到的TaNK细胞比例高于应答患者。进一步利用来自各种癌症(包括黑色素瘤、肺癌、转移性尿路上皮癌)的已发表的大量数据，作者证实了无应答患者比应答患者表现出更强的TaNK细胞信号(图5G)。作者推测，长期浸润可能赋予肿瘤中TaNK细胞的功能状态，导致其对恶性细胞的无效杀伤。TaNK细胞的富集与对肿瘤的免疫反应受损以及对当前ICB治疗的低敏感性有关。该研究发现揭示了TaNK细胞在肿瘤中的潜在作用，并为NK细胞免疫疗法的合理设计提供了参考。图5  TaNK细胞与临床结局的关系6. TME塑造肿瘤浸润NK细胞功能的潜在介质为了深入了解NK细胞在TME中的调控程序，我们利用CellPhoneDB来探测NK细胞和其他CD45+免疫细胞(包括T细胞和髓细胞)之间潜在的细胞-细胞相互作用。与T细胞相比，除肥大细胞外，大多数髓细胞类型与CD56dimCD16hi NK亚群表现出强烈的潜在相互作用(图6A)。特别有趣的是，TaNK细胞被预测通过ANXA1调节多髓细胞类型，ANXA1是一种在炎症反应中与免疫抑制和诱导巨噬细胞重编程相关的蛋白(图6B)，这表明功能失调的NK细胞可能具有抑制TME中促炎巨噬细胞的潜力。为了进一步阐明NK细胞来源的ANXA1在巨噬细胞中的作用，作者对肺癌和肝癌的肿瘤样本进行了多重免疫荧光染色，发现了一个ANXA1+ NK细胞群。与远离ANXA1+ NK细胞的巨噬细胞相比，靠近ANXA1+ NK细胞的巨噬细胞表现出较低的活化标志物CD86(图6C、6D)和较高的抗炎标志物转化生长因子β (TGF-β)的表达水平(图6E、6F)。值得注意的是，在树突状细胞(DC)亚群中，LAMP3+ DC，最近表征的成熟cDCs(也称为mregDC)显示出与CD56dimCD16hi NK细胞最强的相互作用潜力(图6A)。多重免疫荧光分析显示，LAMP3+ DCs与NK细胞共定位(图6J)。此外，预测它们之间的相互作用通过IL-15-IL-15受体和NECTIN2-TIGIT相互作用轴介导(图6B)。      重要的是，LAMP3+ DCs在转录组水平上表达免疫群体中最高水平的IL15、PVRL2 (NECTIN2)和PVR(图6G和S6F)。流式细胞术也证实了IL-15在LAMP3+ dc中的高表达(图6H)。IL-15已被确定为维持NK细胞寿命的稳态相关细胞因子，并用于NK细胞输注和体外繁殖。相反，TIGIT作为一种抑制性受体有助于抑制NK细胞介导的免疫反应。此外，在TCGA数据集中，LAMP3+ DCs的丰度与CD56dimCD16hi NK细胞相关(图6I)。        接下来，作者研究了LAMP3+ DCs在肿瘤中的具体调控过程，发现肿瘤浸润的LAMP3+ DCs与邻近非肿瘤组织相比，IL15的表达较低，表明LAMP3+ DCs可能对TME中CD56dimCD16hi NK细胞的激活作用受损。事实上，物理上接近LAMP3+ DCs的NK细胞表达颗粒酶B的水平较低(图6J、6K)。   总之，以上数据分析表明，在TME中，LAMP3+ DCs对CD56dimCD16hi NK细胞的异常调节。图6  在不同肿瘤类型中，LAMP3+ DCs与CD56dimCD16hi NK细胞的关系 7.外周血NK细胞亚群的不同转录组模式通过分析来自35名健康供者的血液来源NK细胞的9个scRNA数据集，能够探测肿瘤患者外周血中NK细胞的特异性改变。作者首先比较了来自健康供体和肿瘤患者的循环NK细胞的转录组特征。循环NK细胞在来自不同数据集的健康供体中表现出高度的相似性(图S7B)。相比之下，对于来自肿瘤患者的循环CD56brightCD16lo细胞，观察到与健康供者的转录组存在显著差异；在所分析的所有癌症类型中，循环CD56dimCD16hi细胞的差异甚至更为显著(图S7A)。值得注意的是，肿瘤患者在NK细胞亚群中表现出显著的组成变化，这种模式似乎是癌症类型特异性的(图S7C)。例如，在结直肠癌、头颈部鳞状细胞癌、肾癌和HCC中，循环CD56brightCD16lo c3-CCL3 NK细胞的比例增加，但在其他被分析的癌症类型中没有增加。接下来，作者将重点放在CD56dimCD16hi c8-KLRC2适应性NK细胞上，该细胞在某些癌症类型如结直肠癌和胃癌中富集(图S7D)。适应性NK细胞被认为是CAR NK细胞的一个有吸引力的来源，因为它们具有增强细胞因子反应的效应特性和对免疫抑制效应的内在抗性特别有趣的是，与其他循环NK细胞相比，这些细胞特异性表达MHC II类基因(图S7E)。作者还检查了这些NK细胞在肿瘤患者中的功能变化，发现与健康供体相比，肿瘤来源的适应性NK细胞的功能基因和MHC II类基因的表达明显更高(图S7F和S7H)，这意味着它们在肿瘤患者中处于高度激活状态。作者通过流式细胞术进一步证实，与健康供者相比，HCC患者循环NK细胞中MHC II类分子的高表达(图S7G)。因此，在患者源性适应性NK细胞中上调的基因参与了免疫效应过程的正调控等途径(图S7I)。综上所述，研究分析表明，循环NK细胞参与了肿瘤进展过程中外周免疫环境的系统性变化。图S7患者循环NK细胞的改变（与图1相关）     讨论本研究中，作者收集了大量的单细胞转录组数据，首次在泛癌水平系统地鉴定到了5类CD56brightCD16lo和9类CD56dimCD16hi NK细胞亚群，并详细地刻画了各类群的表型和功能多样性。这些NK细胞可能参与了广泛的抗肿瘤反应，如直接杀死癌细胞、分泌促炎细胞因子和募集其他免疫成分(图7A和7B)。促进NK细胞在实体恶性肿瘤中的浸润一直是开发治疗性NK细胞产品的关键焦点。我们在转录组水平上发现RGS1是组织浸润NK细胞的关键标志物(图7C)。促进NK细胞在实体恶性肿瘤中的浸润一直是开发治疗性NK细胞产品的关键焦点。作者在在转录组水平上发现RGS1是组织浸润NK细胞的关键标志物(图7C)。此外，作者发现了一个潜在功能失调状态的肿瘤富集NK细胞亚群，称为TaNK细胞(图7D)。TaNK细胞的高丰度与多种癌症类型的不良预后和免疫治疗耐药性有关，暗示了其在临床环境中的作用。作者推测，TaNK细胞富集可能反映或影响TME中的肿瘤免疫反应，尽管这些细胞可能不是ICB治疗的直接靶点。本研究的分析和实验证据支持骨髓细胞是NK细胞的核心介质。具体来说，LAMP3+ DCs可以作为关键的调节剂，并可能抑制CD56dimCD16hi NK细胞在TME中的功能，但需要进一步的功能验证 (图7E)。总之，作者通过寻找细胞内在和TME相关的因子，为维持NK细胞在体内的抗肿瘤活性提供了线索。图7研究的主要发现总结本研究聚焦TME中与T细胞功能相似、但具有更直接的识别和杀伤癌细胞能力的NK细胞。作者创新性地整合利用大规模单细胞数据，克服数据整合的多项难点，包括高精度分离NK细胞、去除复杂的批次效应等，首次在泛癌水平系统地鉴定到5类CD56brightCD16lo和9类CD56dimCD16hiNK细胞亚群，并详细地刻画了各类群的表型和功能多样性，揭示了NK细胞中的基因表达模式转变，捕捉了肿瘤免疫微环境的NK细胞亚群组分变化，为未来通过更全面的整合分析手段探索新的生物标志物和治疗靶点提供了助力，也为药物研发提供更准确、更全面的数据支持。参考文献：Tang F, Li J, Qi L, Liu D, Bo Y, Qin S, Miao Y, Yu K, Hou W, Li J, Peng J, Tian Z, Zhu L, Peng H, Wang D, Zhang Z. A pan-cancer single-cell panorama of human natural killer cells. Cell. 2023 Aug 15:S0092-8674(23)00849-8. doi: 10.1016/j.cell.2023.07.034. Epub ahead of print. PMID: 37607536.识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。