衰老的人类成纤维细胞中FasL的表达增加,这会削弱肿瘤的免疫反应

《Frontiers in Immunology》:Senescent human fibroblasts have increased FasL expression and impair the tumor immune response

【字体: 时间:2025年10月27日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  衰老成纤维细胞通过增强FasL表达促进肿瘤免疫逃逸,实验发现RAS诱导的衰老成纤维细胞分泌 soluble FasL并诱导T/NK细胞凋亡,而FasL基因敲除可有效逆转此效应,提示靶向FasL可能增强免疫治疗疗效。

  在癌症治疗领域,细胞衰老(senescence)一直被认为是一种重要的生理反应,其主要作用是阻止细胞的无限增殖,从而防止肿瘤的进一步发展。然而,衰老细胞对肿瘤免疫反应的影响一直是研究的热点和难点。尽管在同源小鼠肿瘤模型中,衰老已被证明可以通过多种方式影响肿瘤免疫反应,例如诱导免疫抑制微环境或促进免疫细胞的招募,但其在人类化模型中的作用仍未得到充分探索。因此,本研究通过建立一种新型的人类化小鼠模型,探讨了衰老细胞对肿瘤免疫反应的具体影响,并揭示了其潜在的机制。

本研究采用了一系列实验模型,包括细胞共培养、肿瘤球体(tumor spheroids)和人类免疫细胞在体内共存的肿瘤模型。这些模型的建立使得研究者能够更真实地模拟人类免疫系统与肿瘤微环境之间的相互作用。通过使用来自同一供体的肿瘤细胞和免疫细胞,研究者能够评估衰老细胞是否会影响免疫系统的功能,以及这种影响是否具有普遍性。

研究结果表明,衰老的成纤维细胞(HDF)对肿瘤免疫反应具有双重作用。一方面,它们能够促进免疫细胞向肿瘤微环境的迁移,这可能与衰老细胞释放的某些因子有关;另一方面,它们又能诱导这些免疫细胞的凋亡,这主要归因于衰老细胞表面Fas配体(FasL)的表达增加。通过对比不同诱导方式(如辐射或RAS突变)下HDF的衰老状态,研究者发现RAS诱导的衰老对FasL的表达具有更强的促进作用。这一发现进一步支持了衰老细胞在肿瘤微环境中通过FasL影响免疫细胞存活的假设。

为了验证这一假设,研究者还利用了CRISPR-Cas9技术,生成了FasL基因敲除的HDF,并将其与免疫细胞共培养。结果显示,FasL的缺失显著提高了免疫细胞的存活率,并且增强了对肿瘤细胞的杀伤能力。这表明FasL在衰老细胞诱导免疫细胞凋亡的过程中起着关键作用。此外,研究者还观察到,在人类化小鼠模型中,尽管衰老的HDF能够吸引更多的免疫细胞,但这些细胞的存活率却显著下降,特别是在RAS诱导的衰老条件下。这种现象提示,衰老细胞可能通过多种机制,包括FasL的表达,来干扰免疫系统的功能,从而影响抗肿瘤免疫反应。

研究还发现,衰老细胞的分泌表型(SASP)不仅能够通过FasL诱导免疫细胞凋亡,还可能通过其他途径抑制免疫反应。例如,研究者通过检测不同条件下免疫细胞的增殖情况,发现SASP可以干扰T细胞的增殖,这可能是通过释放某些炎症因子或细胞因子实现的。同时,研究者还发现,在某些情况下,衰老细胞的SASP能够促进肿瘤细胞的存活,这可能与免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤能力下降有关。这些发现为理解衰老细胞在肿瘤微环境中的作用提供了新的视角。

值得注意的是,研究中发现的某些现象也引发了对现有模型的反思。例如,在人类化小鼠模型中,A549肿瘤细胞虽然被免疫细胞浸润,但并未被有效清除,这可能与A549细胞本身的特性有关,例如其遗传背景或对免疫因子的响应能力。相比之下,HEPA-4T和LEC-4T肿瘤细胞则表现出更明显的免疫反应,这提示不同的肿瘤细胞系可能对衰老细胞的影响具有不同的敏感性。

研究还探讨了衰老细胞对免疫细胞的影响是否具有普遍性。通过使用不同来源的HDF细胞系,研究者发现FasL的表达在多种衰老诱导条件下都会增加,这表明FasL可能是一个普遍的效应因子。然而,FasL的表达并非由基因转录水平直接调控,这可能意味着其表达受到其他因素的影响,例如细胞应激或信号通路的激活。此外,研究者推测,JNK信号通路可能在FasL的表达调控中起重要作用,这为未来研究提供了新的方向。

本研究的发现对于癌症治疗具有重要意义。传统上,衰老被认为是癌症治疗的一个副作用,因为它可能促进肿瘤的生长和转移。然而,本研究揭示了衰老细胞对免疫系统的双重作用,这可能改变我们对衰老在癌症治疗中作用的理解。例如,某些治疗手段可能会诱导衰老细胞的产生,而这些细胞可能通过FasL的表达来抑制免疫细胞的功能,从而降低治疗效果。因此,未来的研究需要关注如何在治疗过程中控制衰老细胞的产生,或者通过靶向FasL来增强免疫治疗的效果。

此外,研究还指出,尽管衰老细胞能够吸引免疫细胞,但它们也可能通过多种机制干扰免疫系统的正常功能。这可能意味着,单纯增加免疫细胞的浸润并不足以提高抗肿瘤免疫反应,还需要确保这些细胞能够有效存活并发挥其功能。因此,未来的研究应关注如何优化免疫细胞的存活条件,例如通过补充特定的细胞因子(如IL-15),以提高免疫治疗的效果。

在实验方法上,本研究采用了多种先进的技术,包括细胞共培养、肿瘤球体模型、荧光成像和流式细胞术。这些方法的结合使得研究者能够从多个层面分析衰老细胞对免疫细胞的影响,包括其表面表达、分泌因子的作用以及细胞行为的变化。同时,研究者还利用了CRISPR-Cas9技术来生成FasL敲除的细胞系,从而验证FasL在免疫细胞凋亡中的作用。

综上所述,本研究揭示了衰老细胞在肿瘤免疫反应中的复杂作用,尤其是在人类化模型中。这些发现不仅有助于理解衰老细胞在肿瘤微环境中的功能,还可能为未来的癌症治疗策略提供新的思路。例如,通过调控衰老细胞的FasL表达,可能能够增强免疫细胞的存活率和抗肿瘤能力,从而提高免疫治疗的效果。同时,研究也提示,需要进一步探索衰老细胞在不同肿瘤类型中的作用,以及如何在临床前模型中更好地模拟人体的免疫反应。这些发现为癌症治疗的个性化和精准化提供了理论依据,也强调了建立更接近人体微环境的模型的重要性。
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