《细胞》:重大突破!科学家首次实现跟踪体内免疫细胞变化,发现NK细胞入瘤24小时就缴械,巨噬细胞48小时就被策反丨科学大发现

都说“一入肿瘤深似海,从此抗癌不可能”。

可你知道肿瘤整垮/策反免疫细胞需要多久吗?具体流程是怎样的吗?

我猜你肯定不知道。

因为在今年12月之前,能跟踪体内免疫细胞随时间动态变化的技术还没诞生。

好在以色列魏茨曼科学研究所Ido Amit领衔的研究团队近日取得了突破,他们近日在顶级期刊《细胞》上发表了一项重磅研究成果,宣布这样的技术终于诞生了[1]。

他们发明了一个名为Zman-seq的新测序技术,基于这项技术,就可以知道体内的免疫细胞在什么时间去了哪里,发生了哪些变化。

基于Zman-seq,他们发现自然杀伤(NK)细胞进入胶质母细胞瘤24小时之内,就失去了抗肿瘤活性;而巨噬细胞入瘤后48小时之内就会被肿瘤策反,发挥抑制抗肿瘤免疫,促进肿瘤生长的作用。

更重要的是,他们还按照时间的顺序,详细分析了NK细胞和巨噬细胞入瘤后的变化过程。因此,这项研究取得的数据有望为癌症免疫治疗提供新的靶点或思路。

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论文首页截图

Amit团队这项研究最关键的地方就是Zman-seq技术的开发。

接下来我就简单介绍下这个技术是如何实现的。

在开发这项技术的时候,Amit团队准备了可以标记外周血单个核细胞(PBMC)的五种荧光抗CD45抗体,这些抗体带有不同颜色的荧光标记以示区分。

这些荧光抗CD45抗体还有个特点,就是在未结合的状态下半衰期很短,在注射到血液之后,60分钟后就检测不到游离荧光抗体了。而那些结合到免疫细胞上的抗体,则随着免疫细胞进入各种组织。

随后,他们还借助于胶质母细胞瘤小鼠模型,探索了荧光抗CD45抗体的特异性。研究结果表明,无论是注射12、24、36小时,还是48小时之后,大脑中表达CD45的小胶质细胞都不会被标记。这意味着,荧光抗CD45抗体只能特异性标记循环中的免疫细胞,而无法标记已经进入肿瘤中的免疫细胞。

有了上面那些特异性结合的抗体,Amit团队就开始设计Zman-seq了。

他们的研究对象还是胶质母细胞瘤小鼠模型,他们在采集肿瘤组织样本的60小时之前,每隔12小时(60、48、36、24和12小时)注射一种荧光抗CD45抗体,最后采集肿瘤组织样本,并将获取的肿瘤细胞通过流式细胞荧光分选技术(FACS),分析每种免疫细胞进入肿瘤的时间。

举个例子来说,如果一个细胞不仅被采样前36小时时注射的荧光基团标记,还被采样前48和/或60小时注射的荧光基团标记,而没有出现24和12小时注射的荧光基团,则说明这个免疫细胞进入肿瘤时间在24小时之内。

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示意图

这个方法是不是挺巧妙的。就是它让研究人员知道了免疫细胞进入肿瘤的时间。

随后的单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术,能让研究人员知道细胞的身份。而将抗体标记技术与scRNA-seq技术一结合,就成了Zman-seq技术(Zman,是希伯来语中的“时间”,写法是זְמַן)

有了Zman-seq之后,Amit团队开始分析胶质母细胞瘤中的免疫细胞,尤其是NK细胞和巨噬细胞。

从检测结果来看,在采样前12小时内进入肿瘤的NK细胞还表现出趋化性(S1pr5阳性)和细胞毒性(Prf1/Gzma/Gzmb阳性),而到采样前24小时到36小时之间时,肿瘤中富集的主要是功能失调的NK细胞(Itga1/Ctla2a/Gzmc阳性,且Prf1/Gzma/Gzmb水平较低)

不难看出,NK细胞在入瘤后的24小时之内,就缴械投降了。

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NK细胞失能的时间轴

随后,他们还在上述数据的基础上进一步描述了NK细胞从正常到功能障碍的分子轨迹。

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NK细胞入瘤后,随时间变化的分子轨迹

采用同样的方法,Amit团队又分析了肿瘤中的“大户”——巨噬细胞。

从研究结果来看,巨噬细胞入瘤后虽然比NK细胞多坚持了一会儿,但也在48小时内被肿瘤策反,变成免疫抑制性细胞,发挥促进肿瘤生长的作用。

值得一提的是,他们还借助于Zman-seq技术分析了抗TREM2抗体改善巨噬细胞功能,促进其抗癌的机制。他们发现,阻断TREM2可以重编程单核细胞到调节性巨噬细胞变化轨迹,抑制巨噬细胞往促癌方向发展,还能对NK细胞等其他相互作用细胞产生继发性影响。

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研究摘要示意图

这个发现对于指导临床用药顺序有一定的价值。例如,在使用其他的免疫检查点抑制剂之前,如果使用TREM2抑制剂,就可以先改善肿瘤免疫微环境,或许能提高免疫检查点抑制剂的治疗效果。

另外,Zman-seq技术还有一个潜在的使用场景,那就是帮助分析新辅助治疗后肿瘤中免疫环境的变化,以辅助临床研究人员开发出更好的治疗方案。

文章来源:奇点网

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