文獻(xiàn)解析
頭頸部鱗狀細(xì)胞癌（HNSCC）以腫瘤免疫微環(huán)境（TIME）異質(zhì)性為特征。其中，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAMs）主要參與惡性腫瘤進(jìn)展中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)過(guò)程。SPP1+巨噬細(xì)胞（SPP1+Macs）在許多癌癥中都有發(fā)現(xiàn)，但它們對(duì)頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的影響尚不清楚。
文獻(xiàn)來(lái)源
近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院張建軍研究員和郭海艷副主任團(tuán)隊(duì)在《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》雜志上發(fā)表了題為"SPP1+巨噬細(xì)胞通過(guò)分泌 TNF-α和IL-1β促進(jìn)頭頸部鱗狀細(xì)胞癌發(fā)展”的研究論文。
該研究利用單細(xì)胞測(cè)序、臨床樣本和細(xì)胞共培養(yǎng)模型，揭示了SPP1+巨噬細(xì)胞促進(jìn)頭頸鱗癌進(jìn)展的機(jī)制，本研究發(fā)現(xiàn)SPP1+巨噬細(xì)胞可以釋放細(xì)胞因子TNF-α和IL-1β從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，并且這兩種細(xì)胞因子同時(shí)可以促進(jìn)SPP1的表達(dá)。
項(xiàng)目研究
使用單細(xì)胞測(cè)序在HNSCC臨床樣本中鑒定出腫瘤特異性SPP1+Macs
使用正常和腫瘤組織進(jìn)行單細(xì)胞RNA測(cè)序，經(jīng)過(guò)質(zhì)控和降維聚類后獲得9種細(xì)胞類型。進(jìn)一步分析HNSCC的腫瘤免疫微環(huán)境，結(jié)果提示髓系細(xì)胞具有較為顯著的差異。對(duì)髓系細(xì)胞進(jìn)行降維聚類，結(jié)合細(xì)胞通訊結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，SPP1+Macs在腫瘤中顯著上調(diào)，提示其在HNSCC進(jìn)展中可能發(fā)揮重要作用。
腫瘤特異性SPP1+Macs與HNSCC不良預(yù)后呈正相關(guān)
對(duì)SPP1基因進(jìn)行進(jìn)一步分析，單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)證實(shí)了SPP1在髓系細(xì)胞基因中的高表達(dá)，且主要與SPP1+Macs亞群共定位。使用臨床樣本證實(shí)了SPP1在腫瘤中主要與巨噬細(xì)胞共定位，且SPP1、SPP1+Macs在腫瘤樣本中顯著高表達(dá)且與腫瘤進(jìn)展相關(guān)。TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)果也證實(shí)了該結(jié)論，并且發(fā)現(xiàn)SPP1及SPP1+Macs高表達(dá)的患者均提示預(yù)后較差及生存率較低。上述結(jié)果提示了SPP1作為預(yù)后生物標(biāo)志物的潛在價(jià)值。
SPP1+Macs通過(guò)分泌細(xì)胞因子促進(jìn)HNSCC進(jìn)展
為了評(píng)估SPP1+Macs如何在HNSCC進(jìn)展中發(fā)揮作用，使用GSVA分析得到了可能與細(xì)胞因子分析相關(guān)。使用慢病毒構(gòu)建了正常、過(guò)表達(dá)（OE）、敲低（KD）的THP-1細(xì)胞株，并誘導(dǎo)為巨噬細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)驗(yàn)證。結(jié)果表明，過(guò)表達(dá)SPP1的巨噬細(xì)胞可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移能力。
進(jìn)一步使用Luminex液相懸浮芯片檢測(cè)過(guò)表達(dá)SPP1的巨噬細(xì)胞中高表達(dá)的細(xì)胞因子。結(jié)果表明，MIF、TNF-α和IL-1β是在SPP1+Macs中上調(diào)最顯著且高表達(dá)的基因。因此后續(xù)研究聚焦于這三種細(xì)胞因子。
SPP1+Macs來(lái)源的TNF-α和IL-1β促進(jìn)了HNSCC細(xì)胞的增殖和遷移
使用重組蛋白、靶向巨噬細(xì)胞的分泌TNF-α和IL-1β的抑制劑結(jié)合過(guò)表達(dá)和敲低SPP1的細(xì)胞株進(jìn)行進(jìn)一步探究。直接和間接共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了SPP1+Macs來(lái)源的TNF-α和IL-1β促進(jìn)了HNSCC細(xì)胞的增殖和遷移。
SPP1+Macs來(lái)源的TNF-α和IL-1β受NF-κB信號(hào)通路調(diào)控
過(guò)往文獻(xiàn)提示SPP1、TNF-α和IL-1β與NF-κB存在關(guān)聯(lián)，探究并驗(yàn)證過(guò)表達(dá)SPP1的巨噬細(xì)胞中是否存在NF-κB通路的激活。使用NF-κB通路的抑制劑PDTC，結(jié)合免疫印記、細(xì)胞熒光等實(shí)驗(yàn)證實(shí)了過(guò)表達(dá)SPP1的巨噬細(xì)胞中存在NF-κB通路的激活。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，PDTC可以抑制SPP1+Macs來(lái)源的TNF-α和IL-1β對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖和遷移的促進(jìn)作用?？傊?，該部分結(jié)果表明，SPP1+Macs通過(guò)激活NF-κB信號(hào)通路促進(jìn)了TNF-α和IL-1β的表達(dá)和分泌。
SPP1+Macs來(lái)源的TNF-α和IL-1β促進(jìn)巨噬細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中OPN的表達(dá)
為了進(jìn)一步探索SPP1+Macs來(lái)源的TNF-α和IL-1β如何促進(jìn)頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的進(jìn)展，使用TNF-α和IL-1β重組蛋白處理HNSCC細(xì)胞系。結(jié)果表明，TNF-α和IL-1β在腫瘤細(xì)胞中激活NF-κB通路促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，并且可以在腫瘤細(xì)胞中促進(jìn)OPN蛋白的表達(dá)。同樣，我們發(fā)現(xiàn)，TNF-α和IL-1β在巨噬細(xì)胞總也可以促進(jìn)OPN的表達(dá)。
SPP1+Macs在體內(nèi)促進(jìn)了HNSCC的進(jìn)展
使用HN6與THP-1來(lái)源的巨噬細(xì)胞在裸鼠中構(gòu)建荷瘤模型，分別使用過(guò)表達(dá)（OE）、敲低（KD）SPP1以及VGX-1027和PDTC，對(duì)小鼠進(jìn)行不同處理。結(jié)果證實(shí)了，敲低SPP1、VGX-1027、PDTC均可抑制腫瘤進(jìn)展。
此外，對(duì)皮下瘤進(jìn)行多重免疫組化染色以探究OPN、TNF-α和IL-1β的表達(dá)水平。染色結(jié)果表明，敲低SPP1的巨噬細(xì)胞、PDTC可以抑制OPN、TNF-α和IL-1β的表達(dá)，VGX-1027可以抑制TNF-α和IL-1β的表達(dá)。該結(jié)果與體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相一致。總之，這些數(shù)據(jù)表明SPP1+巨噬細(xì)胞通過(guò)激活NF-κB信號(hào)通路促進(jìn)了細(xì)胞因子TNF-α和IL-1β的表達(dá)和分泌，從而促進(jìn)HNSCC的進(jìn)展。
研究結(jié)論
本研究驗(yàn)證并探究了SPP1+Macs在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌惡性進(jìn)展中的作用和功能。
研究發(fā)現(xiàn)，SPP1+Macs來(lái)源的TNF-α和IL-1β通過(guò)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移功能從而促進(jìn)頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的進(jìn)展。從機(jī)制上講，我們發(fā)現(xiàn)由于NFκB信號(hào)通路的激活，SPP1+Macs中的TNF-α和IL-1β表達(dá)上調(diào)。此外，SPP1+Macs來(lái)源的TNF-α和IL-1β通過(guò)不同的信號(hào)通路促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞和其他鄰近巨噬細(xì)胞中OPN的表達(dá)。
SPP1+Macs可能是一個(gè)候選靶點(diǎn)，通過(guò)它能夠增強(qiáng)抗腫瘤效果。
文章示意圖
吉滿助力
本研究中的SPP1過(guò)表達(dá)、SPP1敲降以及對(duì)照慢病毒載體均由吉滿生物（Genomeditech）提供。
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原文引用
“The SPP1 overexpression, SPP1 knockdown, and control lentiviral vectors were constructed by Genomeditech Biotechnology Co., Ltd.”
文獻(xiàn)原文
https://doi.org/10.1186/s13046-024-03255-w
文章來(lái)源：課題組供稿
