2026年4月22日,美國紀(jì)念斯隆凱特琳癌癥中心(MSK),英國劍橋大學(xué),韓國光州科學(xué)技術(shù)院的Joo-Hyeon Lee和Jinwook Choi研究團(tuán)隊(duì),在國際頂尖期刊Nature發(fā)表題為:Early fibrotic niches establish tumour-permissive microenvironments的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)肺腺癌(LUAD)中,由癌突變細(xì)胞-成纖維細(xì)胞-肺泡巨噬細(xì)胞構(gòu)成的信號回路,對于腫瘤的早期形成是必需的。研究系統(tǒng)解析了肺部腫瘤發(fā)生早期突變上皮細(xì)胞與微環(huán)境之間的動態(tài)相互作用。
該研究構(gòu)建人源肺腺癌誘導(dǎo)模型體系,結(jié)合譜系示蹤、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組及人類類器官模型,研究證實(shí):攜帶 KrasG12D突變的 Ⅱ 型肺泡細(xì)胞會迅速進(jìn)入類再生狀態(tài),充當(dāng)信號調(diào)控中樞,一方面協(xié)同調(diào)控基質(zhì)與免疫細(xì)胞重編程,另一方面增強(qiáng)上皮細(xì)胞可塑性。突變上皮細(xì)胞通過分泌雙調(diào)蛋白(AREG),激活鄰近成纖維細(xì)胞的EGFR信號通路,誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞呈現(xiàn)纖維化、類損傷應(yīng)答程序。發(fā)生重編程的成纖維細(xì)胞進(jìn)一步增殖并重塑肺泡巨噬細(xì)胞(AMs)表型,放大炎癥信號、持續(xù)強(qiáng)化上皮細(xì)胞可塑性。這種細(xì)胞間雙向互作形成可自我維持的上皮–基質(zhì)–免疫調(diào)控環(huán)路,在惡性細(xì)胞大量增殖前,預(yù)先塑造出促腫瘤微生態(tài)龕。
阻斷雙調(diào)蛋白–EGFR 信號軸或者使用荷蘭Liposoma氯膦酸鹽脂質(zhì)體清除肺泡巨噬細(xì)胞,可抑制早期微生態(tài)龕形成、阻斷腫瘤起始過程。該調(diào)控程序在Kras G12D人誘導(dǎo)肺泡類器官及早期肺腺癌組織中高度保守,表明上皮細(xì)胞與微環(huán)境的互作是具備臨床干預(yù)潛力的關(guān)鍵靶點(diǎn);同時提示,阻斷早期微生態(tài)龕形成,或可阻止病變進(jìn)展為治療耐藥性腫瘤。

KRAS 基因?是人類重要的原癌基因,位于 12 號染色體,編碼 p21 蛋白,在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中充當(dāng)分子開關(guān)。其突變會導(dǎo)致蛋白持續(xù)激活,引發(fā)細(xì)胞失控增殖,與約 30% 的人類腫瘤相關(guān),尤其在胰腺癌、結(jié)直腸癌和肺癌中高發(fā)。臨床檢測 KRAS 狀態(tài)對指導(dǎo)靶向治療及評估預(yù)后至關(guān)重要,近年來針對 KRAS 突變的靶向藥物研發(fā)已取得突破性進(jìn)展,部分藥物已獲批上市 。???
KRAS(Kirsten 大鼠肉瘤病毒癌基因同源物),屬于 RAS 超家族,該家族成員還包括 H-RAS 和 N-RAS。約有 30% 的人類癌癥攜帶 RAS 突變,KRAS 更是 RAS 突變中最常見的突變亞型,KRAS 突變以單堿基錯義突變?yōu)橹鳎渲?0%以上是第12號 (G12) 氨基酸殘基發(fā)生突變,常見的突變類型包括G12C、G12D 和G12V 等。KRAS 基因編碼一種小 GTP 酶 (small GTPase)。KRAS 在與 GTP 結(jié)合時處于激活狀態(tài),而與 GDP 結(jié)合時處于非激活狀態(tài)。在生理?xiàng)l件下,這兩種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換由鳥嘌呤核苷酸交換因子 (GEFs) 通過催化 GDP 交換 GTP 來調(diào)節(jié),或 GAP 蛋白 (GTPase-activating proteins) 增強(qiáng) RAS 固有的 GTPase 活性加速 GTP 水解來調(diào)節(jié)。
KRAS G12D 是人類腫瘤中最常見的KRAS 激活突變之一,指 KRAS 基因第12 密碼子發(fā)生甘氨酸(G)→天冬氨酸(D) 的點(diǎn)突變,導(dǎo)致蛋白持續(xù)活化、驅(qū)動腫瘤發(fā)生。胰腺癌:約39.5%(>90% 胰腺癌含 KRAS 突變,其中 G12D 占 40% 左右)。結(jié)直腸癌:約15%(KRAS 突變占 30–40%,G12D 最常見)。肺腺癌(LUAD):約4.9%。本研究模型即基于 Kras G12D肺腺癌。
致癌突變可打破干細(xì)胞穩(wěn)態(tài),驅(qū)動突變細(xì)胞不受控制地擴(kuò)增,并啟動惡性轉(zhuǎn)化。然而,腫瘤的發(fā)生發(fā)展并不僅限于基因改變,還涉及突變細(xì)胞與周圍正常細(xì)胞之間的動態(tài)相互作用;二者通過微環(huán)境的時空重塑,塑造不斷演變的腫瘤生態(tài)系統(tǒng) 。近年單細(xì)胞測序研究已揭示突變細(xì)胞及周圍基質(zhì)中存在早期病理改變。但目前仍不清楚:腫瘤起始階段突變細(xì)胞如何調(diào)控生態(tài)龕重塑—— 這一過程會構(gòu)建促腫瘤微環(huán)境,同時也是臨床干預(yù)的關(guān)鍵窗口期。這一研究空白在 肺腺癌(LUAD) 領(lǐng)域尤為突出:若能早期靶向干預(yù)初始生態(tài)系統(tǒng)改變,有望提升患者生存率;但絕大多數(shù)病例確診時已至晚期,普遍產(chǎn)生治療耐藥,可選治療方案有限且預(yù)后較差。
在肺部組織中,Ⅱ 型肺泡細(xì)胞(AT2)是組織固有干細(xì)胞,負(fù)責(zé)維持氣體交換區(qū)域穩(wěn)態(tài),并在損傷后介導(dǎo)上皮修復(fù)。致癌激活后,AT2細(xì)胞增殖與分化失衡,參與肺腺癌發(fā)病進(jìn)程,目前已證實(shí) AT2 細(xì)胞是肺腺癌最主要的起源細(xì)胞之一。表達(dá)Pdgfrα的肺泡成纖維細(xì)胞可維持AT2細(xì)胞生理功能與再生能力,為組織提供結(jié)構(gòu)支架并分泌關(guān)鍵旁分泌信號。損傷修復(fù)過程可誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞呈現(xiàn)不同活化狀態(tài),介導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)重塑并與上皮細(xì)胞形成雙向調(diào)控;而免疫細(xì)胞(尤其間質(zhì)巨噬細(xì)胞)可通過炎癥信號調(diào)控 AT2 細(xì)胞命運(yùn)。盡管已有上述研究進(jìn)展,早期腫瘤–生態(tài)龕互作如何建立癌前微環(huán)境的分子機(jī)制仍尚不明確。闡明突變細(xì)胞釋放的初始信號如何重塑生態(tài)龕,有望在治療耐藥發(fā)生前,發(fā)掘有效的早期干預(yù)策略。
為明確肺腫瘤發(fā)生早期的微環(huán)境變化,本研究采用KrasG12D多色報告小鼠(Red2Kras) 與 Sftpc–CreERT2 小鼠進(jìn)行雜交,實(shí)現(xiàn)對突變 Ⅱ 型肺泡(AT2)細(xì)胞的隨機(jī)標(biāo)記與譜系追蹤(圖 1a)。致癌激活后兩周內(nèi),RFP陽性的 KrasG12D突變 AT2 細(xì)胞經(jīng)由再生樣細(xì)胞狀態(tài)發(fā)生克隆性擴(kuò)增。因此,本研究在這一腫瘤發(fā)生起始階段,對間質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞組分開展單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序,解析腫瘤形成之前的微生態(tài)龕建立過程。
首先在誘導(dǎo)處理 2 周后,分別從穩(wěn)態(tài)組 Sftpc–CreERT2;Confetti 小鼠和腫瘤發(fā)生組 Sftpc–CreERT2;Red2Kras 小鼠肺組織中分離CD31?CD45?EpCAM?間質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行分析(圖 1a)。對 9210 個細(xì)胞的單細(xì)胞測序共鑒定出多種主要間質(zhì)細(xì)胞類群,包括:肺泡成纖維細(xì)胞(特征基因 Col13a1、Tcf21、Scube2)、外膜成纖維細(xì)胞(Col14a1、Pi16、Dcn)、平滑肌細(xì)胞(Acta2、Myh11、Thsd4)、支氣管周成纖維細(xì)胞(Csmd1、Hhip、Fgf18)、周細(xì)胞(Pdgfrβ、Cspg4、Postn)、間皮細(xì)胞(Wt1、Msln、Aqp1)以及增殖細(xì)胞(Mki67、Birc5)。值得注意的是,僅在 Red2Kras 小鼠肺組織中出現(xiàn)一個獨(dú)特的成纖維細(xì)胞亞群,特異性高表達(dá) Fst、Tnc、Runx1、Runx2,本研究將其命名為重編程成纖維細(xì)胞。此外,Red2Kras 小鼠肺組織中增殖細(xì)胞及類間皮細(xì)胞(Celf4、Lgals7、Npl、Wt1os)比例也顯著升高。
對肺泡成纖維細(xì)胞、外膜成纖維細(xì)胞及重編程成纖維細(xì)胞進(jìn)行亞群再分群分析,證實(shí)重編程成纖維細(xì)胞僅特異性存在于腫瘤模型中(圖 1b、c)。細(xì)胞軌跡分析提示該類細(xì)胞由肺泡成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來。差異基因表達(dá)分析顯示,重編程成纖維細(xì)胞中纖維化及損傷相關(guān)基因顯著上調(diào),包括 Acta2、Pdgfrβ、Runx1、Runx2;GO 功能富集主要集中在細(xì)胞外基質(zhì)重塑、損傷修復(fù)及組織發(fā)育等生物學(xué)過程 (圖 1d)。免疫熒光結(jié)果證實(shí),在腫瘤區(qū)域 RFP 陽性突變細(xì)胞旁,存在Pdgfrβ?Acta2?Runx1?、且 Pdgfrα 表達(dá)下調(diào)的成纖維細(xì)胞,提示其已發(fā)生纖維化表型轉(zhuǎn)化;而穩(wěn)態(tài)正常肺組織中幾乎檢測不到這類細(xì)胞標(biāo)志物(圖 1e)。將本研究數(shù)據(jù)與博來霉素誘導(dǎo)肺泡損傷的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集聯(lián)合比對發(fā)現(xiàn),損傷模型與 Red2Kras 腫瘤模型共有一類特征一致的成纖維細(xì)胞亞群,且同樣存在從肺泡成纖維細(xì)胞向重編程成纖維細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)化。
綜上,以上結(jié)果表明:在癌前病變階段,肺泡成纖維細(xì)胞會發(fā)生再生樣纖維化重編程,進(jìn)而構(gòu)建出腫瘤相關(guān)間質(zhì)微生態(tài)龕。

圖1.微生態(tài)龕(Niche)重編程調(diào)控并促進(jìn)腫瘤早期發(fā)生。
為解析免疫細(xì)胞動態(tài)變化,研究對間質(zhì)制備樣本(EpCAM?CD45?與EpCAM?CD45?組分按 1:1 混合)進(jìn)行分析,重點(diǎn)聚焦CD45?(Ptprc)免疫細(xì)胞,該類細(xì)胞占捕獲細(xì)胞的絕大部分。基于經(jīng)典標(biāo)志物共鑒定出16 個免疫細(xì)胞亞群,包含單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞(AMs)、中性粒細(xì)胞及多種淋巴細(xì)胞亞型。
對巨噬細(xì)胞進(jìn)行亞群再分群后發(fā)現(xiàn),Red2Kras 小鼠肺組織中存在一群獨(dú)特的肺泡巨噬細(xì)胞,其轉(zhuǎn)錄組特征與穩(wěn)態(tài)肺泡巨噬細(xì)胞存在明顯差異(圖 1f、g)。這類重編程肺泡巨噬細(xì)胞仍保留肺泡巨噬細(xì)胞經(jīng)典標(biāo)志物 SiglecF、Mertk,但特異性上調(diào) Msr1、Cdh1、Ch25h 等基因(圖 1h)。其呈現(xiàn)混合型炎癥表型:同時高表達(dá)促炎基因(IL-1a、IL-1b)與抗炎基因(Mrc1、Chil3、Arg1);MHC-II 分子(H2-Ab1、H2-Eb)表達(dá)下調(diào),趨化因子 Cxcl2、Cxcl16 表達(dá)升高,可介導(dǎo)中性粒細(xì)胞與 γδ T 細(xì)胞招募(圖 1h)。
流式細(xì)胞術(shù)驗(yàn)證結(jié)果顯示:CD64?SiglecF?肺泡巨噬細(xì)胞數(shù)量擴(kuò)增、且 MHC-II 表達(dá)降低;同時CD64?SiglecF?間質(zhì) / 單核源性巨噬細(xì)胞比例也顯著升高(圖 1i–k)。免疫熒光染色證實(shí):腫瘤間質(zhì)區(qū)域特異性大量富集PD-L1、Msr1 高表達(dá),MHC-II 低表達(dá)的巨噬細(xì)胞(圖 1l、m)。
將 RFP?突變類器官原位移植至 CCR2–CreERT2;ZsGreen 小鼠體內(nèi),結(jié)果顯示絕大多數(shù)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞為 ZsGreen 陰性,提示其來源于組織駐留肺泡巨噬細(xì)胞,而非外周單核細(xì)胞招募浸潤。與此同時,Red2Kras 小鼠肺組織中免疫抑制性 T 細(xì)胞亞群明顯擴(kuò)增,包括調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞與 PD-1?耗竭 T 細(xì)胞 。CD8? T 細(xì)胞數(shù)量雖無明顯增加,但呈現(xiàn)耗竭特征:上調(diào) Cd160、Btla、Havcr2 等耗竭標(biāo)志物,細(xì)胞代謝由氧化磷酸化向糖酵解偏移。此外,中性粒細(xì)胞(含 SiglecF 高表達(dá)成熟中性粒細(xì)胞)與 γδ T 細(xì)胞也出現(xiàn)明顯富集。
空間定位分析顯示:中性粒細(xì)胞與 γδ T 細(xì)胞主要聚集在腫瘤實(shí)質(zhì)內(nèi)部,而肺泡巨噬細(xì)胞則優(yōu)先富集于腫瘤間質(zhì)區(qū)域。通過氣管內(nèi)注射荷蘭Liposoma氯膦酸脂質(zhì)體(CP-005-005)特異性清除肺泡巨噬細(xì)胞后,腫瘤生長顯著受抑,同時中性粒細(xì)胞與 γδ T 細(xì)胞的招募浸潤也明顯減弱(圖 1n–p)。該結(jié)果與分子表達(dá)特征一致:重編程肺泡巨噬細(xì)胞高表達(dá) Cxcl2、Cxcl16,而其同源受體 Cxcr2、Cxcr6 在 Red2Kras 小鼠肺組織中分別主要表達(dá)于中性粒細(xì)胞與 γδ T 細(xì)胞表面 (圖 1i)。
綜上,本研究證實(shí)肺部腫瘤發(fā)生早期即出現(xiàn)肺泡免疫微環(huán)境重塑:組織駐留肺泡巨噬細(xì)胞發(fā)生擴(kuò)增與表型重編程,協(xié)同調(diào)控炎癥及免疫抑制信號環(huán)路,在癌前階段即可構(gòu)建出促腫瘤支持型微環(huán)境。
荷蘭Liposoma是巨噬細(xì)胞清除劑Clodronate Liposomes氯膦酸鹽脂質(zhì)體的發(fā)明人。作為金標(biāo)準(zhǔn)的體內(nèi)單核巨噬細(xì)胞清除試劑,其憑借穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、高效的清除能力及良好的生物相容性,已成為全球單核巨噬細(xì)胞清除的不二藥物。產(chǎn)品被引頻頻見刊Cell,Nature和Science,助力突破發(fā)現(xiàn),拓展科學(xué)邊界。
本Nature論文,研究人員就使用了荷蘭Liposoma的巨噬細(xì)胞清除劑氯膦酸鹽二鈉脂質(zhì)體Clodronate Liposomes,貨號CP-005-005。研究者向荷瘤小鼠氣管內(nèi)遞送荷蘭Liposoma的氯膦酸脂質(zhì)體(clodronate liposomes,CP-005-005),給藥5次,劑量為25ul,該操作可有效清除肺駐留肺泡巨噬細(xì)胞,且不影響其他主要髓系細(xì)胞群。氯膦酸脂質(zhì)體介導(dǎo)的肺泡巨噬細(xì)胞耗竭顯著抑制了肺腫瘤生長(圖1o),證實(shí)了該模型中肺泡巨噬細(xì)胞的促癌作用。

荷蘭Liposoma清除肺泡巨噬細(xì)胞效果驗(yàn)證
產(chǎn)品被引:

原始文獻(xiàn):
Cardoso, E.C., Lee, H., England, F.J. et al. Early fibrotic niches establish tumour-permissive microenvironments. Nature(2026). //doi.org/10.1038/s41586-026-10399-6

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