Rab37通过调控骨桥蛋白分泌介导SPP1+巨噬细胞富集驱动肺癌进展的机制研究

时间:2026年1月15日
来源:Oncogenesis

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本研究针对肺癌免疫微环境中肿瘤相关巨噬细胞(TAM)功能异质性的调控机制展开探索。研究人员通过单细胞转录组分析发现Rab37缺失导致免疫抑制性Spp1+TAM向促炎性Thbs1+TAM转化,进一步揭示Rab37通过GTP依赖的囊泡运输促进骨桥蛋白(OPN)分泌,激活STAT3-SPP1正反馈环路,从而维持巨噬细胞M2样极化并加速肿瘤恶性进展。临床样本验证显示CD163+/Rab37+/OPN+TAM浸润是肺癌预后的独立危险因素,为靶向Rab37-OPN轴联合免疫治疗提供新策略。

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肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一,其高度异质性和对传统疗法的有限应答一直是临床面临的严峻挑战。肿瘤微环境(TME)中各种细胞间的动态相互作用深刻影响肺癌的进展,其中肿瘤相关巨噬细胞(TAM)作为关键调节者,可通过M2样极化促进免疫抑制、血管生成和转移。然而,驱动TAM功能多样性的分子机制尚未完全阐明。Rab37作为Rab GTPase家族成员,已知参与囊泡运输和蛋白质分泌,但其在肺癌TME中调控巨噬细胞表型的具体作用仍不明确。
台湾成功大学的研究团队在《Oncogenesis》发表的研究中,通过整合单细胞转录组学、分子生物学和临床样本分析,系统揭示了Rab37通过调控骨桥蛋白(OPN)分泌重塑肺癌免疫微环境的新机制。研究发现Rab37缺失可改变TAM组成,富集促炎性Thbs1+巨噬细胞,而野生型模型中免疫抑制性Spp1+TAM显著增多。机制上,Rab37介导OPN的囊泡运输与分泌,激活JAK2-STAT3通路,形成STAT3-SPP1自分泌正反馈环路,维持M2样极化状态。此外,巨噬细胞分泌的OPN通过旁分泌作用促进肺癌细胞增殖、迁移和侵袭。多变量分析证实CD163+/Rab37+/OPN+TAM浸润是肺癌复发和生存期的独立预后因素。该研究不仅阐明了Rab37-OPN轴在肺癌免疫逃逸中的核心作用,更为联合靶向囊泡运输与免疫检查点的治疗策略提供了理论依据。
关键技术方法包括:①单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析Rab37野生型与敲除小鼠肺癌模型中CD45+免疫细胞转录组;②免疫共沉淀和囊泡分离技术验证Rab37与OPN的囊泡共定位;③条件培养基(CM)转移实验评估巨噬细胞-肿瘤细胞旁分泌作用;④多重免疫荧光染色(IF-IHC)检测36例肺癌患者组织中CD163/Rab37/OPN共表达;⑤统计学分析采用Cox回归模型评估临床预后相关性。
Rab37塑造肺癌免疫微环境并驱动抗炎性巨噬细胞极化
通过单细胞转录组分析发现,Rab37野生型肺癌微环境中富集具有免疫抑制特征的Spp1+TAM,高表达Trem2、Ctsb等标志物;而Rab37敲除后TAM向促炎性Thbs1+表型转化。CellChat细胞通讯分析显示Rab37野生型巨噬细胞通过SPP1信号轴与T细胞、NK细胞等广泛互作。
SPP1+巨噬细胞富集与肺癌预后不良相关
巨噬细胞亚群分析鉴定出SPP1+、THBS1+和稳态肺泡巨噬细胞三个亚群。Rab37野生型肿瘤中SPP1+TAM比例显著高于敲除模型。临床样本验证显示CD163+/Rab37+/OPN+TAM高浸润与患者复发风险增加和生存期缩短显著相关,且为独立预后因素。通路富集分析表明SPP1+TAM与JAK-STAT信号通路密切关联。
Rab37以GTP依赖方式介导OPN分泌驱动M2巨噬细胞极化
机制研究表明,Rab37通过调控囊泡运输促进OPN分泌。在肺癌细胞条件培养基(LCM)刺激下,Rab37野生型巨噬细胞OPN分泌量随时间递增,而敲除细胞分泌受阻。IL-6诱导实验发现巨噬细胞表型存在从THBS1+向SPP1+的时序性转换。CM转移实验证实Rab37依赖的OPN分泌激活STAT3磷酸化,并通过正反馈环路上调SPP1表达,诱导FIZZ1等M2标志物表达。
Rab37介导的巨噬细胞OPN分泌促进肺癌进展
功能实验表明,Rab37野生型巨噬细胞条件培养基显著增强肺癌细胞H460和H1299的增殖、迁移和侵袭能力,该效应可被OPN中和抗体抑制,并通过外源OPN补充恢复。
研究结论强调Rab37通过调控OPN分泌建立SPP1+TAM富集的免疫抑制微环境,其分子机制涉及OPN-STAT3正反馈环路和旁分泌促瘤作用。CD163+/Rab37+/OPN+TAM作为新型预后生物标志物,为肺癌免疫治疗提供潜在靶点。针对Rab37-OPN轴的干预策略可能逆转免疫耐受微环境,增强现有免疫检查点抑制剂疗效。

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