Akoya空间单细胞蛋白组揭示肿瘤细胞外基质对肿瘤免疫识别的调节作用 _肿瘤

虽然免疫检查点阻断疗法已被证明在部分癌症中非常成功，但这些疗法的靶点并不存在于大多数乳腺癌中。目前的研究仍不能解释为什么乳腺癌中的免疫检查点表达有限，在这类癌症中如何激活免疫系统仍是一个没有明确答案的问题。尽管在乳腺癌中缺乏可用作治疗靶点的免疫检查点，转录组测序结果显示大部分乳腺癌显示出免疫活性，一半以上的乳腺癌显示出中到高度的淋巴细胞浸润，75%的乳腺癌含有三级淋巴结构（TLS）。
新出现的证据表明，肿瘤细胞外基质 (ECM) 除了在调节肿瘤本身功能和周围基质行为方面的已知作用外，还可能在肿瘤-免疫相互作用中发挥作用。具有高免疫浸润的乳腺肿瘤具有独特的 ECM 特征，并且 T 细胞排斥与特定的 ECM 特征有关。此外，在乳腺肿瘤中发现的少数特定 ECM 或 ECM 相关分子，包括半乳凝素1和3、TGFβ 和层粘连蛋白332与免疫抑制有关，这表明 ECM 和 ECM 相关分子可以在抗肿瘤免疫中发挥调节作用。这些证据提出了靶向调节肿瘤-ECM相互作用，以增强免疫治疗疗效，并增加患者从这些疗法中受益的可能性。此外，既往研究表明EMC中的胶原蛋白会促进 PD-1/PD-L1 抗性，整合素 αVβ6 和 αVβ8 被认为可调节免疫逃避。
尽管一系列的研究表明免疫浸润和肿瘤基质之间存在联系，但尚不清楚 ECM 是否可以直接影响免疫系统清除肿瘤的最终步骤。为了研究ECM底物是否具有控制 T 细胞清除恶性乳腺癌细胞的能力，来自美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员对此进行了研究，并将研究成成果“T cellofcells in vitro“发表在的杂志上。
在文章中，研究者比较了培养的恶性细胞与来自健康动物的不匹配的 T 细胞的存活率，结果显示虽然纤连蛋白或玻连蛋白促进了有效的肿瘤清除，但胶原蛋白 4 (Col4) 抑制了 T 细胞介导的杀伤。显示 T 细胞相关基因的表达被培养基加入Col4后抑制，免疫抑制细胞因子被培养基加入Col4后上调。体内数据也显示，与 Col4 高剂量区的 T 细胞相比，Col4 贫乏区的 CD8+ T 细胞更可能接触非分裂期肿瘤细胞，提示该基质蛋白可能在乳腺癌的“免疫冷”表型中起关键作用。
为了确定 Col4胶原蛋白与体内 T 细胞功能之间的关系，研究人员对在 BALB/c 同基因宿主中原位生长的 MCC 肿瘤的组织切片进行了（原CODEX）10个标志物免疫荧光原位成像实验。通过Akoya空间单细胞蛋白组（）技术观察到 CD4+ 和 CD8a+ T 细胞与肿瘤周围和肿瘤实质中的血管结构高度关联，如 CD4和 CD8a 与 CD31 的共定位所示(图A) 。研究发现，平均而言CD4+ 或 CD8+ 细胞比 CD4- 和 CD8- 细胞更高的更倾向于出现在 Col4 染色周围（图B）。进一步通过使用无偏聚类来识别肿瘤内的非T细胞群，研究人员发现了两个 CD31 血管系统群和三个 Ki67 和 MHC 表达不同的肿瘤细胞群（图D和E）。之后进行了空间分析以确定细胞群之间的接触频率（图 G 和 H）。结果发现，与T 细胞相比，T 细胞更可能显示 Ki-67 染色并且不太可能接触复制的肿瘤细胞，这与转录组测序结果一致。

文章插图
本研究结合了体外实验与体内实验，应用了转录组测序，Akoya空间单细胞蛋白组技术（）进行超多重荧光成像以及单细胞测序等多种方法，对细胞外基质对肿瘤-免疫细胞相互作用的影响进行研究，补充了肿瘤微环境研究中细胞外基质作用的研究，为复杂的肿瘤微环境研究提供了新的视野。使用单细胞原位空间组学技术进行超多重免疫荧光原位成像，可以在组织原位标记多种研究靶标，并对靶标的表达强度，其所代表的细胞亚型的空间位置关系和相互作用进行深入研究。