據相關研究報道，預計到2030年，胰腺導管腺癌(PDA)將會成為美國癌症相關死亡的第二大主要致死原因[1]。但是截止到目前為止，PDA尚無有效的治療方法，其中一部分原因是腫瘤進展過程中會發生促纖維增生反應[2]。

        在腫瘤微環境(TME)中，除了腫瘤細胞外基質，還存在大量各種類型的基質細胞，例如癌症相關的成纖維細胞(CAFs)、髓樣細胞、淋巴細胞和血管內皮細胞，這些基質細胞在腫瘤發展中的作用逐漸引起人們的關注。其中，CAFs正是促纖維化反應發生的主要驅動因素，但是現有研究對其表征很少，要想以CAFs為突破口來治療腫瘤，仍需深入探索。

        近日，來自美國德克薩斯大學西南醫學中心的黃活聰和Rolf A.Brekken帶領的研究團隊發現，抗原遞呈癌症相關成纖維細胞(apCAF)起源於間皮細胞，且能夠通過激活CD4+ T細胞分化為調節性T細胞(Tregs)，導致腫瘤免疫逃逸，從而促進胰腺導管腺癌進展。相關研究成果已發表在Cancer Cell期刊上[3]。

        這項研究成果為間皮細胞如何有助於PDA的免疫逃逸提供了依據，同時也為增強癌症免疫治療的策略提供了參考。

        一直以來，人們認為CAFs是一種能夠在TME中支持腫瘤進展的間質細胞，且成分和來源較為統一，可以通過分泌細胞因子、生長因子等手段產生和重構細胞外基質，促進PDA進展[4]。

        實際上，CAFs也有著“多副麵孔”，呈現出異質性。比如具有肌纖維母細胞特征的CAF(myCAF)、具有炎症特征的CAF(iCAF)，以及這次的“主角”——具有抗原提呈能力的CAF(apCAF)。

        在這項研究中，針對apCAF在PDA進展中的作用，黃活聰、Rolf A.Brekken及其同事們進行了探索。

        首先，他們整合多個來源的單細胞測序數據，通過細胞亞群特征聚類分析成纖維細胞簇，結果發現apCAF來源於間皮細胞。

        scRNA-seq整合多個數據集分析正常間皮細胞apCAF之間的關係

        根據結果顯示，apCAF不僅表達主要組織相容性複合物II類(MHC II)特征基因(Cd74, H2-Ab1等)，還同時表達間皮細胞特征基因(Upk3b, Krt19等)。

        為了驗證間皮細到apCAF的轉化、並確定間皮細胞在PDA進展過程中的動態，研究者基於間皮細胞特異性基因Wt1，構建了基因編輯的小鼠模型(Wt1CreERT2;R26LSL-tdTomato)，並對間皮細胞進行譜係追蹤。

        結果顯示，在正常胰腺中，間皮細胞不表達纖維母細胞標誌物，如平滑肌肌動蛋白(aSMA)和白介素-6(IL-6);而在PDA基質中，可觀察到間皮細胞大量表達aSMA、IL-6。這提供了強有力的證據，表明間皮細胞在PDA中具有成纖維細胞的特征，並有助於基質的形成。

        相比較正常胰腺組織，間皮細胞在PDA組織中大量表達成纖維特征蛋白(aSMA和IL-6)

        也就是說，幾乎覆蓋在體內每個器官上的間皮細胞，竟是apCAF的“前世”。在PDA腫瘤微環境中，間皮細胞可以轉化為apCAF。

        值得注意的是，apCAF雖然可以通過MHC II分子將抗原提呈給CD4+ T細胞，但是缺乏誘導CD4+ T細胞完全活化及克隆擴增所必須的共刺激分子(如CD40，CD80，CD86)。而有研究表明，一旦抗原提呈細胞(APC)缺乏共刺激分子，則會導致T細胞無反應或者誘導產生Tregs[5]。

        要知道，Tregs是一種特殊的T細胞亞群，其作用是抑製免疫反應，在自身免疫性疾病或是癌症的免疫逃逸中都發揮重要功能[6]。

        所以，apCAF和T細胞之間到底發生了什麼?又與Tregs有什麼關係呢?

        研究者將來自正常胰腺的APC(樹突細胞、巨噬細胞等)、iCAF、myCAF、正常間皮細胞，以及來自PDA小鼠模型(KPfC，KrasLSL-G12D/+;Trp53fl/fl;Pdx1Cre/+)的apCAF，進行體外共培養實驗，以對比這幾種細胞的抗原遞呈能力以及誘導CD4+ T細胞的活化能力。

        他們將上述細胞進行分選並與卵清蛋白(OVA)共培養之後，與小鼠(OT-II)中分離的CD4+ T細胞再培養。結果發現，APC、正常間皮細胞、apCAF都能以OVA特異性方式誘導T細胞表達早期激活標誌物CD25和CD69，而iCAF、myCAF則不能。

        進一步研究表明，apCAF確實可以促進CD4+T細胞分化為具有免疫抑製功能的Tregs細胞。

        apCAF可以通過抗原依賴性TCR連接誘導Tregs的形成和增殖

        接下來，研究者對驅動間皮細胞轉換為apCAF的信號通路進行探索。

        通過分析上調表達的差異基因，他們發現，與間皮細胞相比，apCAFs中的TGFβ信號通路以及由IL-1介導的NF-Kb信號通路顯著富集。而在之前有研究證實，這兩種信號通路還是造成PDA中CAFs異質性的主要原因[7]。

        如果使用IL-1或TGFβ刺激處理胰腺來源的間皮細胞，再與CD4+ T細胞在體外共培養，即可增強T細胞受體(TCR)的活化。

        IL-1和TGFβ信號參與間皮細胞向apCAFs的誘導

        美中不足的是，IL-1、TGFβ並不適合在臨床中作為一個特異性藥物靶點。這兩個信號雖然介導間皮細胞→apCAF的轉化，但是它倆“身兼數職”，參與很多生物學過程，包括其他CAFs(iCAF、myCAF)的形成。

        不過，間皮細胞的標記物——間皮素(MSLN)是個不錯的治療靶點。

        研究者發現，當使用靶向MSLN的單克隆抗體(mAb)來治療PDA小鼠時，可以有效抑製間皮細胞向成纖維細胞轉化，並顯著降低腫瘤重量以及Tregs/CD8+ T細胞比例，達到緩解PDA進展的作用。

        MSLN阻斷可以抑製間皮細胞向apCAF的轉換，抑製Tregs生成從而緩解PDA進展

        總而言之，在本項研究中研究者首次確定間皮細胞是apCAF的來源，並揭示apCAF在胰腺導管腺癌進展中的作用。通過成纖維細胞的特征轉化，間皮細胞將會形成apCAF。而apCAF能夠誘導Treg細胞的形成，從而直接作用於腫瘤免疫調節，促進胰腺導管腺癌進展。

        由於大多數動物器官表麵都覆蓋有一層間皮細胞，了解間皮細胞向apCAF轉化的過程以及apCAF的功能，可能不僅限於PDA，同樣對其他腫瘤的免疫治療具有參考價值。

        另外，研究者在這裏發現，靶向MSLN的單抗能夠有效抑製apCAF的形成，並降低Tregs/CD8+ T細胞比例，有助於抗腫瘤免疫反應發揮作用。

        而這個MSLN，由於在多種實體瘤中的高表達以及在其他關鍵組織中的低表達，已成為癌症治療的一個有吸引力的靶點。MSLN不僅表達於正常胸膜、心包和腹膜的間皮細胞，在許多類型的癌細胞上也有表達，包括PDA、卵巢癌、子宮內膜癌、肺癌、膽管癌、胃癌和乳腺癌等[8] 。這意味著，靶向MSLN的免疫治療，可能是通過同時作用於癌細胞和apCAF，而產生了協同作用。

        參考文獻：

        [1]RAHIB L, SMITH B D, AIZENBERG R, et al. Projecting cancer incidence and deaths to 2030: the unexpected burden of thyroid, liver, and pancreas cancers in the United States [J]. Cancer Res, 2014, 74(11): 2913-21.

        [2]HOSEIN A N, BREKKEN R A, MAITRA A. Pancreatic cancer stroma: an update on therapeutic targeting strategies [J]. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2020, 17(8): 487-505.

        [3]HUANG H, WANG Z, ZHANG Y, et al. Mesothelial cell-derived antigen-presenting cancer-associated fibroblasts induce expansion of regulatory T cells in pancreatic cancer [J]. Cancer Cell, 2022.

        [4]LEBLEU V S, KALLURI R. A peek into cancer-associated fibroblasts: origins, functions and translational impact [J]. Dis Model Mech, 2018, 11(4).

        [5]SEMPLE K, NGUYEN A, YU Y, et al. Strong CD28 costimulation suppresses induction of regulatory T cells from naive precursors through Lck signaling [J]. Blood, 2011, 117(11): 3096-103.

        [6]WING J B, TANAKA A, SAKAGUCHI S. Human FOXP3(+) Regulatory T Cell Heterogeneity and Function in Autoimmunity and Cancer [J]. Immunity, 2019, 50(2): 302-16.

        [7]BIFFI G, ONI T E, SPIELMAN B, et al. IL1-Induced JAK/STAT Signaling Is Antagonized by TGFbeta to Shape CAF Heterogeneity in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma [J]. Cancer Discov, 2019, 9(2): 282-301.

        [8]DEL BANO J, FLORES-FLORES R, JOSSELIN E, et al. A Bispecific Antibody-Based Approach for Targeting Mesothelin in Triple Negative Breast Cancer [J]. Front Immunol, 2019, 10: 1593.