MS4A1通过HIPPO通路调控M1型肿瘤相关巨噬细胞浸润与血管生成抑制肺腺癌进展的机制研究

《Cancer Immunology, Immunotherapy》：MS4A1 regulates M1-polarized tumor-associated macrophage infiltration, angiogenesis, and cancer progression through the HIPPO pathway in lung adenocarcinoma

本研究针对肺腺癌治疗中肿瘤微环境调控机制不明的临床挑战，通过多组学分析发现MS4A1（CD20）在肿瘤细胞中的异常表达与预后密切相关。研究人员利用共培养模型证实MS4A1通过激活HIPPO通路促进M1型巨噬细胞极化，同时抑制血管生成，最终显著抑制肿瘤进展。该研究为晚期肺腺癌提供了新的免疫治疗靶点，相关成果发表于《Cancer Immunology, Immunotherapy》。

　　

在肺癌这个全球发病率和死亡率都高居不下的恶性肿瘤家族中，肺腺癌（LUAD）作为最主要的亚型，占据了约40%的病例。尽管免疫治疗和靶向治疗的出现为肺腺癌患者带来了新的希望，但治疗反应的异质性和耐药性问题仍然是临床面临的巨大挑战。这促使科学家们将目光投向肿瘤内部复杂的生态系统——肿瘤微环境（TME），特别是其中扮演关键角色的免疫细胞。

肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是肿瘤微环境中最丰富的免疫细胞之一，它们具有极高的可塑性，主要分为M1和M2两种功能亚型。其中，M1型巨噬细胞就像体内的“卫士”，在肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和脂多糖（LPS）等因子的刺激下被激活，分泌CXCL9、CXCL10、TNF-α和干扰素-γ（IFN-γ）等促炎细胞因子，高表达CD80、CD86等共刺激分子，发挥强大的抗肿瘤作用。研究表明，M1型巨噬细胞的浸润与肿瘤生长抑制、血管生成减少和转移受限密切相关，预示着更好的预后，因此成为肿瘤免疫治疗的重要靶点。

然而，在肺腺癌中，调控M1型巨噬细胞浸润和功能的关键分子机制尚不明确。传统上被认为是B淋巴细胞标志物的MS4A1（又称CD20），近年来在生物信息学分析中显示与多种癌症的预后和免疫细胞浸润相关，但其在实体瘤细胞中的表达和功能，特别是与巨噬细胞的相互作用，仍然是一个未解之谜。

为了回答这些问题，来自哈尔滨医科大学肿瘤医院 oncology 部门的研究团队在《Cancer Immunology, Immunotherapy》上发表了他们的最新研究成果。研究人员通过整合生物信息学分析、体外实验和动物模型，系统地探讨了MS4A1在肺腺癌中的表达模式、临床意义及作用机制。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：通过CIBERSORT和WGCNA（加权基因共表达网络分析）对TCGA（癌症基因组图谱）肺腺癌队列进行免疫细胞浸润分析和关键模块识别；利用LASSO回归构建预后模型；通过RT-qPCR（实时定量PCR）、Western blotting（蛋白质印迹）和免疫组化（IHC）在细胞系和108例临床样本中验证MS4A1表达；建立肺癌细胞与巨噬细胞共培养系统，结合流式细胞术、免疫荧光和趋化实验评估巨噬细胞极化与迁移；采用转录组测序进行通路富集分析；通过Co-IP（免疫共沉淀）验证蛋白相互作用；并构建皮下和原位移植瘤小鼠模型进行体内功能验证和药物（伊沃西姆单抗、维替泊芬）疗效评价。

MS4A1作为M1巨噬细胞相关基因的鉴定与预后价值

研究团队首先通过CIBERSORT算法分析了TCGA-LUAD队列中22种肿瘤浸润免疫细胞的组成，发现M1型巨噬细胞与患者预后显著相关。进而利用WGCNA构建基因共表达网络，识别出与M1巨噬细胞浸润最相关的基因模块（黑色模块）。通过差异表达分析和预后关联性筛选，最终聚焦于13个核心基因，其中MS4A1在LASSO回归模型中贡献度最大，被选为后续研究对象。

泛癌分析显示，MS4A1的预后价值具有组织特异性，其与生存期的显著关联仅在肺腺癌中成立，而在肺鳞癌（LUSC）、膀胱癌（BLCA）、乳腺癌（BRCA）等其他癌种中未观察到一致 pattern。

MS4A1在肺腺癌中的表达下调与不良预后相关

研究人员在细胞系和临床组织样本中验证了MS4A1的表达情况。RT-qPCR和Western blotting结果显示，与正常人支气管上皮细胞（HBE）相比，肺腺癌细胞系（H1650、A549、H3255）中MS4A1的mRNA和蛋白表达水平均显著下调。在8对配对的肺腺癌新鲜组织样本中，癌组织的MS4A1表达也低于癌旁正常组织。

多重免疫组化（mIHC）分析巧妙地区分了肿瘤细胞来源（MS4A1+PanCK+）和浸润B细胞来源（MS4A1+CD19+）的MS4A1表达，并发现肿瘤细胞MS4A1高表达与增殖标志物Ki67低表达呈负相关。生存分析进一步证实，MS4A1高表达患者的无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）显著优于低表达患者。

MS4A1抑制肺腺癌细胞增殖、迁移和侵袭

功能实验表明，在H1650和A549细胞中敲低MS4A1表达后，细胞的增殖（CCK-8和克隆形成实验）、迁移（划痕实验）和侵袭（Transwell实验）能力均显著增强。相反，在H3255细胞中过表达MS4A1则抑制了这些恶性表型。

体内动物实验也得到了一致的结果。皮下移植瘤模型显示，过表达MS4A1的H3255细胞或对照H1650细胞形成的肿瘤体积和重量显著小于对照组。免疫组化分析发现，MS4A1敲低会导致上皮-间质转化（EMT）标志物E-钙黏蛋白（E-cadherin）表达下降、波形蛋白（vimentin）表达升高，提示其增强了肿瘤的侵袭能力。

MS4A1通过调控巨噬细胞极化和迁移抑制肺腺癌进展

为了探究MS4A1如何影响肿瘤微环境，研究人员建立了肺腺癌细胞与THP-1来源巨噬细胞的共培养体系。结果显示，与MS4A1高表达的肺癌细胞共培养后，巨噬细胞更倾向于向M1表型极化，表现为M1标志基因（CXCL10、CXCL9、TNF-α、IFN-γ）的转录水平上调，以及细胞表面CD80蛋白表达升高。同时，MS4A1高表达细胞的条件培养基更能促进M1巨噬细胞的趋化迁移。

临床样本分析证实了MS4A1与CD80（M1标志）表达呈正相关，且MS4A1^high/CD80^high患者拥有最佳的生存预后。多因素COX回归分析表明，MS4A1/CD80表达是肺腺癌的独立预后因素。

MS4A1通过抑制血管生成调控M1巨噬细胞浸润

机制探索中，转录组测序和GO分析提示，MS4A1差异表达显著富集于血管生成相关通路。Western blotting验证了MS4A1敲低会上调血管内皮生长因子A（VEGFA）的蛋白水平。功能上，MS4A1敲低细胞的条件培养基能更好地促进人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的增殖、迁移和体外管腔形成，表明MS4A1通过抑制VEGFA表达来削弱肿瘤血管生成。临床样本免疫组化显示，MS4A1高表达区域CD31（血管内皮标志）阳性率较低，而CD80（M1）阳性率较高，提示MS4A1可能通过抑制血管生成来改善免疫微环境，促进M1巨噬细胞浸润。

MS4A1通过HIPPO通路调控巨噬细胞极化和肿瘤进展

GSEA分析显示，HIPPO信号通路在MS4A1高表达样本中显著激活。HIPPO通路是调控细胞增殖、分化和器官大小的关键通路，其核心效应分子YAP（Yes-associated protein）在通路失活时被磷酸化滞留于胞质，从而抑制促癌基因转录。Co-IP实验证实了MS4A1与YAP蛋白之间存在直接相互作用。Western blotting结果显示，MS4A1高表达促进了YAP和MST（mammalian STE20-like kinase）的磷酸化（即通路激活），并降低了转录因子TEAD的表达水平。这表明MS4A1是通过与YAP相互作用，激活HIPPO通路来发挥其抑癌作用。

靶向血管生成和HIPPO通路增强MS4A1低表达肿瘤的免疫治疗效果

最后，研究人员在MS4A1敲低的原位移植瘤小鼠模型中评估了联合治疗策略。结果表明，相较于单用PD-1抑制剂替雷利珠单抗（Tislelizumab），同时靶向PD-1和VEGFA的双特异性抗体伊沃西姆单抗（Ivonescimab）能更有效地抑制肿瘤生长，并增加肿瘤内CD80+ M1巨噬细胞浸润，凸显了抗血管生成的重要性。更重要的是，在伊沃西姆单抗基础上联合使用YAP抑制剂维替泊芬（Verteporfin），能进一步显著抑制肿瘤生长，证明了靶向HIPPO通路在MS4A1低表达肿瘤治疗中的增敏潜力。

研究结论与意义

本研究系统阐明了MS4A1在肺腺癌中作为一种新的肿瘤抑制因子发挥作用。其机制是：肿瘤细胞表达的MS4A1通过与YAP蛋白相互作用，激活HIPPO信号通路，一方面直接抑制肿瘤细胞自身的恶性生物学行为，另一方面通过下调VEGFA抑制肿瘤血管生成，并间接促进M1型巨噬细胞的极化和浸润，从而重塑肿瘤免疫微环境，最终抑制肿瘤进展。

该研究的创新点在于首次揭示了MS4A1在肺腺癌肿瘤细胞中的非经典功能，并阐明了其通过HIPPO通路调控巨噬细胞极化的新机制。这不仅深化了对肿瘤微环境复杂调控网络的理解，也为晚期肺腺癌的治疗提供了新的思路和靶点。特别是，研究提出了基于MS4A1表达水平的精准治疗策略：对于MS4A1高表达的患者，其本身形成的“热肿瘤”微环境可能对PD-1/PD-L1抑制剂更敏感；而对于MS4A1低表达的患者，联合抗血管生成药物（如伊沃西姆单抗）和HIPPO通路抑制剂（如维替泊芬）可能成为克服免疫治疗抵抗的有效策略。这项研究为开发针对MS4A1-HIPPO-M1巨噬细胞轴的新型联合疗法奠定了坚实的理论基础。