与年龄相关的髓系细胞变化及其对小鼠皮下黑色素瘤生长的影响

《Aging and Cancer》：Age-Related Changes in Myeloid Cells and Their Impact on Subcutaneous Melanoma Growth in Mice

衰老通过增强Gr-1+髓系细胞的免疫抑制功能（包括ROS产生和胞外陷阱形成）促进YUMM1.7黑色素瘤的年龄依赖性生长，而髓过氧化物酶（MPO）缺陷显著逆转了这一过程并改善免疫治疗响应。

　　随着年龄的增长，癌症的发生率显著上升，这一现象与DNA损伤的积累以及免疫功能的下降密切相关。在多种癌症中，包括黑色素瘤，衰老不仅降低了适应性免疫系统的功能，还增加了免疫抑制性髓系细胞的数量，这些细胞在肿瘤进展中起到关键作用，并与黑色素瘤患者在接受免疫检查点疗法（ICT）后的较差预后相关。为了深入理解衰老如何影响髓系细胞的功能及其对黑色素瘤发展和免疫治疗反应的潜在影响，本研究采用多种黑色素瘤细胞系（如YUMM1.7、YUMM1.G1和YUMM3.3）在不同年龄的小鼠中建立了皮下肿瘤模型，并对肿瘤微环境和系统免疫组成进行了全面分析。

在实验设计方面，研究人员选择了2个月、6个月和12个月龄的野生型（WT）小鼠，分别注射不同数量的黑色素瘤细胞，并在肿瘤发展过程中对免疫细胞进行了定量分析。通过流式细胞术和单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，研究人员评估了不同年龄小鼠的免疫细胞组成变化，特别是与肿瘤相关的髓系细胞。此外，为了研究髓系细胞在免疫抑制中的作用，研究人员还对这些细胞的功能进行了分析，包括它们对CD8? T细胞增殖的抑制能力、活性氧（ROS）的产生以及细胞外陷阱（NETs）的形成。研究还引入了髓过氧化物酶（MPO）缺失的小鼠模型，以评估MPO在髓系细胞免疫抑制功能中的作用。

研究结果显示，年龄增长仅在YUMM1.7黑色素瘤模型中显著促进了肿瘤生长，而其他细胞系（如YUMM1.G1和YUMM3.3）则未表现出这种趋势。这一发现表明，衰老对肿瘤生长的影响具有模型和上下文的依赖性。进一步的分析显示，6个月和12个月龄的小鼠在肿瘤微环境中表现出更高的免疫抑制性细胞比例，包括髓源性抑制细胞（MDSCs）、调节性T细胞（Tregs）和耗竭性T细胞。在脾脏中，研究人员也观察到类似的免疫细胞变化，其中CD4?和CD8? T细胞的比例下降，而B细胞的比例则上升。这种免疫细胞组成的变化可能与衰老过程中免疫系统功能的衰退有关，同时也可能影响肿瘤的生长速度和免疫治疗的疗效。

在研究MPO的作用时，研究人员发现，MPO的缺失能够显著降低年龄相关的肿瘤生长速度，并改善免疫检查点疗法的疗效。具体而言，MPO缺失的小鼠在6个月龄时表现出更长的生存时间，这可能与免疫抑制性髓系细胞功能的减弱有关。此外，MPO的缺失还降低了肿瘤微环境中ROS的水平和细胞外陷阱的形成，这些变化可能进一步削弱了髓系细胞的免疫抑制能力。然而，值得注意的是，MPO的缺失对年轻小鼠的免疫治疗效果提升更为显著，而在老年小鼠中，尽管MPO的缺失也改善了治疗反应，但未能完全逆转年龄相关的免疫抑制效应。

这些结果表明，MPO在调节髓系细胞功能方面具有重要作用，尤其是在肿瘤存在的情况下。随着年龄增长，髓系细胞的免疫抑制能力增强，这可能与MPO的表达水平升高有关。然而，MPO的缺失能够有效缓解这种免疫抑制效应，从而减少肿瘤的生长速度，并提高免疫治疗的效果。这一发现为开发针对不同年龄群体的个性化免疫治疗策略提供了理论依据。

在讨论部分，研究人员进一步分析了年龄与免疫系统之间的复杂关系，以及免疫检查点疗法在不同年龄群体中的疗效差异。他们指出，尽管年龄相关的免疫抑制现象普遍存在，但并非所有黑色素瘤模型都会表现出相同的反应。例如，在YUMM1.7模型中，衰老显著增强了髓系细胞的免疫抑制能力，而YUMM1.G1和YUMM3.3模型则未观察到类似的变化。这可能与不同黑色素瘤细胞系的基因表达特征有关，如YUMM1.7细胞中BRAF V600E突变和PTEN缺失可能影响其免疫反应特性。

此外，研究还探讨了性别差异在肿瘤发展和免疫治疗中的作用。在YUMM1.7模型中，雄性小鼠在衰老过程中表现出更高的肿瘤生长率，而雌性小鼠则在某些年龄段表现出不同的免疫反应模式。这种性别差异可能与性激素水平、免疫系统组成以及遗传因素有关。值得注意的是，MPO的缺失在不同性别中对免疫治疗效果的影响也存在差异，这提示我们可能需要考虑性别因素在免疫治疗中的潜在作用。

研究的局限性在于，虽然通过皮下肿瘤模型评估了免疫细胞的变化，但该模型可能无法完全反映晚期黑色素瘤的复杂微环境。此外，实验仅在肿瘤发展末期进行了免疫细胞分析，而未对不同阶段的免疫反应进行动态追踪。因此，未来的研究可以进一步探索髓系细胞在肿瘤不同发展阶段中的功能变化，并评估其他免疫细胞类型（如树突状细胞、自然杀伤细胞等）在免疫抑制中的作用。

综上所述，本研究揭示了衰老如何通过增强免疫抑制性髓系细胞的功能，从而影响黑色素瘤的进展和免疫治疗的反应。MPO的缺失能够有效逆转这一过程，显示出其在调控免疫抑制中的关键作用。这些发现不仅加深了我们对衰老与癌症之间关系的理解，也为未来的免疫治疗策略提供了新的思路。通过识别和干预特定的免疫细胞功能，特别是髓系细胞的免疫抑制能力，可能有助于提高不同年龄群体对免疫治疗的响应率，从而改善癌症治疗的整体效果。