靶向aHSC-PGE 2-NK细胞轴可以克服免疫抑制作用,并抑制纤维化肝脏中的肝转移

时间:2026年4月1日
来源:Cancer Letters

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肝纤维化通过激活肝星状细胞(aHSCs)分泌PGE2削弱自然杀伤(NK)细胞免疫监视,促进肝转移灶形成, Celecoxib抑制COX-2可逆转此过程,并与抗NKG2A免疫疗法协同增强疗效。

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Jiao-Jiao Tang|Can Chen|Zi-Yue Guan|Zhen-Hua Zhu|Yu-Fei Pan|Ze-Yuan Fu|Jing-Wen Zhu|Dan Cao|Hong-Yang Wang|Le-Xing Yu
复旦大学代谢与整合生物学研究所,中国上海200438

摘要

肝脏转移(LM)是癌症相关死亡的主要原因,主要由扩散的肿瘤细胞(DTCs)与肝脏微环境(LME)之间的动态相互作用驱动。肝脏纤维化是一种病理状态,其特征是LME的破坏,并对全球健康造成了重大负担,主要由激活的肝星形细胞(aHSCs)引起。然而,肝脏纤维化促进LM的精确机制尚不清楚。在这里,我们证明了肝脏纤维化通过促进肿瘤细胞在aHSCs依赖性下的早期肝脏定植而显著增强了LM。在机制上,我们确定了由aHSCs分泌的前列腺素E2(PGE2)作为破坏自然杀伤(NK)细胞免疫监视的关键介质。无论是通过耗尽aHSCs还是使用Celecoxib(CLX)药理抑制PGE2合成酶Cyclooxygenase-2(COX-2),都能恢复NK细胞功能并抑制LM。值得注意的是,CLX治疗与基于anti-NKG2A的免疫疗法联合使用,显著提高了其对纤维化肝脏中LM的疗效。我们的发现揭示了肝脏纤维化诱导的免疫抑制中的一个关键“aHSC-PGE2-NK细胞”轴,并为LM的临床管理提供了有力的治疗策略。

引言

肝脏是实体恶性肿瘤的主要转移部位,特别是结直肠癌(CRC)、胰腺癌和黑色素瘤[1]。由于LM的高发病率、无症状进展和有限的治疗效果[1],[2],其临床管理仍然具有挑战性,这突显了明确驱动LM的分子机制并开发创新治疗策略的迫切需求。LM是一个复杂的过程,包括四个关键阶段:微血管期、前血管生成期、血管生成期和生长期[1],涉及肿瘤细胞与LME成分(包括招募的宿主细胞,如免疫细胞、血小板)之间的动态相互作用[3]。虽然这些相互作用被认为是转移成功的关键介质,但它们仍未完全被阐明。
LME的稳态经常受到各种损伤的破坏,包括肝毒素、HBV/HCV感染、自身免疫性肝炎、酒精滥用和代谢功能障碍。此外,化疗和免疫疗法也可能导致肝脏损伤[4],[5]。持续的肝脏损伤通常会进展为慢性肝病(CLD),其特征是肝脏纤维化、肝硬化,甚至肝细胞癌(HCC)[6]。CLD在全球范围内造成了巨大的且不断增长的健康负担[7],尤其是在中国[8]。临床研究表明CLD与CRC之间存在强烈关联[9],[10],[11],[12],尽管也存在一些争议[13],[14]。一项针对近1000名CRC患者的研究发现,肝脏纤维化是LM的一个预后指标[15],[16]。此外,在197名患有结直肠肝转移(CRCLM)的患者中,<40%的肝脏纤维化是总体生存率和无进展生存率差的风险因素[17]。天冬氨酸氨基转移酶与血小板比率指数(APRI)是一种非侵入性的肝脏纤维化和非酒精性脂肪性肝炎筛查指标[18],[19],其与肝脏纤维化的严重程度相关。术前APRI升高与CRCLM患者较差的生存率和较高的早期复发率相关[20]。然而,肝脏纤维化影响LM发展的精确机制仍不清楚。此外,肝脏纤维化是否以及如何影响相关疗法的效果也尚未阐明。
肝脏纤维化的特征是肝实质内细胞外基质(ECM)的过度沉积,导致纤维化瘢痕形成。肝星形细胞(HSCs)在肝脏纤维化过程中起着关键作用[21],[22],这一过程受到先天性和适应性免疫系统的调节[23]。激活后,静息的HSCs(qHSCs)转变为aHSCs,后者是肌成纤维细胞(MFs)的主要来源[24]。这些MFs具有增殖能力,能够产生ECM以及具有免疫调节作用的可溶性因子[23]。HSCs的激活对转移具有双重影响。一方面,aHSCs释放的细胞因子和趋化因子有助于为DTCs建立促转移的微环境,而重塑的ECM则为血管外微转移提供了结构支架[25]。另一方面,aHSCs产生的I型胶原作为转移生长的屏障,抵消了这些细胞的其他促肿瘤特性[26]。因此,HSCs在LM中的作用是复杂的。在纤维化的肝脏中,关于aHSCs在LM中的影响知之甚少。
越来越多的证据表明,NK细胞介导的对DTCs的免疫监视是抵抗转移的关键宿主防御机制[27],[28]。NK细胞通过直接细胞毒性识别并杀死肿瘤细胞[29]。此外,激活的NK细胞分泌多种促炎因子,包括干扰素-γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、穿孔素和趋化因子,以调节免疫系统[30],[31]。肝脏中含有体内最多的NK细胞[32]。一些研究表明NK细胞通过消除aHSCs来保护肝脏免受纤维化[33],[34],而其他研究则表明这种抗纤维化效应消失了[35],甚至促进了肝脏纤维化[36]。最近的一项研究进一步揭示,肝脏损伤激活的HSCs抑制了NK细胞的增殖,从而促进了休眠肿瘤细胞的“唤醒”[37]。这些发现表明aHSCs和NK细胞之间存在动态相互作用,但LM期间这种相互作用的详细机制仍需进一步研究。
在这项研究中,我们探讨了肝脏纤维化对LM的影响及其潜在机制。我们证明了肝脏纤维化以aHSCs依赖性方式显著增强了DTCs在肝脏中的定植。机制研究表明,aHSCs产生的PGE2损害了NK细胞的免疫监视并促进了LM。条件性耗尽aHSCs或使用CLX药理抑制COX-2显著抑制了LM。重要的是,将CLX与基于anti-NKG2A的免疫疗法联合使用,增强了NK细胞的抗肿瘤功能并显著减弱了LM。因此,我们的数据揭示了aHSCs在LM中的重要作用,并表明aHSCs是LM治疗的有希望的目标。

章节片段

动物

C57BL/6、BALB/c和Lrat-Cre+/-小鼠从GemPharmatech Biotechnology购买。Ncr1-Cre+/-小鼠由Jing Fu教授(海军医科大学)赠送[38]。ROSA26iDTR(C57BL/6-Gt(ROSA)26Sortm1(HBEGF)Awai/J)小鼠来自Jackson实验室。为了生成特定类型的细胞消融小鼠模型,将Lrat-Cre+/-(用于特异性靶向HSCs)或Ncr1-Cre+/-(用于特异性靶向NK细胞)雌性与纯合ROSA26iDTR雄性交配。细胞消融是通过

肝脏纤维化显著促进LM

为了研究肝脏纤维化在LM中的作用,我们使用CCl4注射或BDL在免疫功能正常的小鼠中建立了肝脏纤维化,通过sirius red(SR)染色确认了强烈的胶原沉积(图S1A)。随后将同源的MC38或B16F10细胞注射到脾脏内,与对照组相比,纤维化肝脏中的转移灶显著增多(图1A-D)。为了区分局部LME和全身炎症的影响,我们使用了选择性的BDL模型,

讨论

肝脏的转移定植受到肿瘤细胞与LME之间动态相互作用的控制[1]。LME的一个关键病理生理改变是肝脏纤维化,这是一个重大的健康负担[7],[8],其对LM的影响仍存在矛盾。虽然一些临床研究报道了正相关[9],[10],[11],[12],但其他研究则表明存在负相关[13],[14],这意味着纤维化既可以作为一个允许转移的微环境,也可以作为一个物理屏障。解决这一

CRediT作者贡献声明

Lexing Yu:写作 – 审稿与编辑、监督、研究、资金获取、数据管理。Jiaojiao Tang:写作 – 原稿撰写、验证、数据管理。Can Chen:写作 – 原稿撰写、验证、数据管理。Ziyue Guan:写作 – 原稿撰写、正式分析、数据管理。Zhenhua Zhu:写作 – 原稿撰写、方法学、数据管理。Yufei Pan:写作 – 原稿撰写、正式分析、数据管理。Zeyuan Fu:写作 – 原稿撰写、正式分析、数据管理。

伦理声明

动物伦理批准号为EHBHDW-2022114和EDWLL-021,由上海东方肝胆外科医院批准。

利益声明

作者声明没有可能影响本研究结果或结论的竞争利益。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务或个人关系可能影响本研究的结果或结论。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金(81773077、82573315)的支持。

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