《Cell》发现自然杀伤细胞的异常亚型

自然杀伤细胞(NK)是一种白细胞，在人体免疫系统中起着至关重要的作用。它们专门检测和摧毁被病毒感染或癌变的细胞。与其他免疫细胞不同，NK细胞可以在没有事先暴露于目标细胞的情况下发挥作用，使其成为抵御新威胁的重要第一道防线。

　　

由中国科学院中国科学技术大学的Tian Zhigang教授和Peng Hui教授领导的一个研究小组，与北京大学的张泽民教授合作，已经阐明了自然杀伤细胞(NK)在不同癌症类型和组织中的变化。他们确定了NK细胞的一个特定亚群，这些细胞在肿瘤微环境中表现出异常的抗肿瘤功能。他们的研究结果最近发表在《Cell》杂志上。

NK细胞因具有直接杀伤癌细胞的能力而得名，在血癌治疗中表现出优异的效果，成为免疫治疗领域的有力竞争者。然而，NK细胞的异质性，在不同的组织微环境中表型和功能的变化，给其在实体瘤治疗中的应用带来了挑战。多年来，Tian教授和Peng教授的团队一直在研究NK细胞在不同组织中的异质性。在这项研究中，研究人员收集了广泛的单细胞转录组数据集，包括24种癌症类型，包括来自716名患者和47名健康个体的1223个样本。他们首次在全面的泛癌症水平上鉴定出CD56^brightCD16^loNK细胞的5种不同亚型和CD56^brightCD16^loNK细胞的9种亚型。这些亚型对其表型和功能多样性进行了细致的表征。

通过整合这个广泛的数据集，研究人员观察到NK细胞亚型组成在不同癌症类型中的偏好。值得注意的是，NK细胞亚型在肿瘤、邻近组织和外周血中的分布存在显著差异。利用先进的生物信息学技术，研究人员确定了RGS1基因在非血液NK细胞中高度表达。在转录水平上，与传统的组织驻留标记相比，RGS1表现出显著的特异性和敏感性。

通过探测肿瘤微环境，研究人员发现一组DNAJB1⁺CD56^dimCD16^hiNK细胞在肿瘤问题中高度富集。对这一组的分析显示出功能失调的表型，细胞毒性降低，抑制受体增加，压力相关蛋白水平升高。这种亚型，被称为“肿瘤相关NK细胞”(TaNK细胞)，违背了传统的理解，即更高的NK细胞丰度对肿瘤患者有益。相反，在各种癌症类型中，TaNK细胞表现出与不良预后的强烈关联，并且对免疫治疗具有显著的抗性。

此外，研究人员发现LAMP3⁺树突状细胞(DC)是NK细胞功能的关键调节因子。空间分布数据分析显示，靠近LAMP3⁺DC的NK细胞表现出细胞毒活性降低。这一观察结果提示LAMP3⁺DC可能在肿瘤微环境中对NK细胞功能发挥异常调节作用。

参考文献:“A pan-cancer single-cell panorama of human natural killer cells” by Fei Tang, Jinhu Li, Lu Qi, Dongfang Liu, Yufei Bo, Shishang Qin, Yuhui Miao, Kezhuo Yu, Wenhong Hou, Jianan Li, Jirun Peng, Zhigang Tian, Linnan Zhu, Hui Peng, Dongfang Wang and Zemin Zhang, 21 August 2023, Cell.