肿瘤微环境中CCR7+树突状细胞在血管周围形成免疫调控枢纽的机制与功能

《Immunity》:Positioning and reversible suppression of CCR7+ dendritic cells in perivascular tumor niches shape cancer immunity

【字体: 时间:2025年12月21日 来源:Immunity 26.3

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  本综述深入探讨了肿瘤微环境(TME)中表达CCR7的树突状细胞(CCR7+DCs)在血管周围(perivascular)形成特殊免疫生态位(niche)的关键作用。文章揭示了这些细胞通过CCL19-CCR7轴被锚定在血管周围,并与调节性T细胞(Tregs)发生密切相互作用。Tregs通过抑制CCR7+DCs上CD40等关键共刺激分子的表达,限制了其启动抗肿瘤T细胞反应的能力。文章创新性地指出,单个CCR7+DC可同时表达免疫刺激(如IL-12, CD40)和抑制(如CCL22, PD-L1)分子,这种功能上的“双重性”使其成为免疫应答与耐受的平衡点。该发现为理解肿瘤免疫抑制机制提供了新视角,并指出靶向CCR7+DC-Treg相互作用是增强免疫检查点抑制剂(如抗PD-1)疗效的潜在新策略。

  
肿瘤中CCR7+树突状细胞的血管周围定位
研究团队通过对头颈鳞状细胞癌(HNSCC)、非小细胞肺癌(NSCLC)和子宫内膜癌(EC)等多种人类肿瘤样本的分析,发现CCR7+树突状细胞(DCs)在肿瘤组织中并非均匀分布,而是倾向于聚集在血管周围,形成明显的细胞簇。这些细胞通常靠近血管(BVs)或淋巴管(LVs),但与血管的关联更为普遍。在小鼠肿瘤模型(如MC38结肠癌、B16F10和D4M3.A-OVA黑色素瘤)中也观察到了类似的现象,表明这种空间组织模式在物种间是保守的。值得注意的是,即使在有效的免疫治疗(如抗PD-1或抗CD40抗体)后,CCR7+DCs仍然维持其血管周围的定位,并且簇的规模甚至有所增大,提示这种定位对其功能至关重要。
机制上,这种定位依赖于CCR7受体及其配体CCL19的相互作用。利用报告基因小鼠模型,研究人员发现肿瘤基质中的成纤维细胞是CCL19的主要来源,它们包裹在血管周围,为CCR7+DCs的聚集提供了化学趋化信号。在Ccl19基因敲除(Ccl19ko/ko)的小鼠中,CCR7+DCs在血管周围的簇集显著减少,但在淋巴管周围的定位受影响较小,后者可能更多由另一配体CCL21介导。这些发现揭示了CCL19-CCR7轴是控制肿瘤内CCR7+DCs空间构架的关键机制。
调节性T细胞是血管周围CCR7+树突状细胞的主要相互作用伙伴
空间转录组学和多重免疫荧光分析揭示了一个关键现象:在人类和小鼠肿瘤的血管周围CCR7+DCs生态位中,调节性T细胞(Tregs)是富集程度最高的淋巴细胞亚群。在人类非小细胞肺癌(NSCCC)和头颈鳞癌(HNSCC)样本中,Tregs与CCR7+DCs在空间上紧密相邻。特别值得注意的是,在对免疫治疗无应答(NR)的患者肿瘤中,Tregs与CCR7+DCs的距离显著近于有应答(R)的患者,而细胞毒性CD8+T细胞则距离更远。这表明Tregs的近距离抑制可能阻碍了CCR7+DCs有效激活抗肿瘤T细胞的能力。
Tregs抑制肿瘤CCR7+树突状细胞的抗肿瘤功能
为了直接验证Tregs的功能影响,研究团队在荷瘤小鼠(FoxP3-DTR模型)中特异性清除Tregs。结果显示,清除Tregs后,从肿瘤中分离出的CCR7+DCs其刺激OT-I CD8+T细胞增殖的能力显著增强。进一步的转录组分析发现,Tregs的缺失特异性地提升了CCR7+DCs上一系列免疫刺激分子的表达,其中最突出的是共刺激分子CD40,而CD80、CD86、IL-12等分子的表达也同时上调。重要的是,在Cd40基因缺陷小鼠的CCR7+DCs中,Treg清除带来的功能增强效应消失了,证明CD40的上调是Tregs抑制CCR7+DCs功能的一个关键节点。
在治疗层面,将抗PD-1抗体与一种不阻断IL-2信号的非耗竭性抗CD25抗体(αCD25NIB)联用,可以模拟Treg清除的效果,有效控制MC38肿瘤生长,并且该疗效依赖于CD4+和CD8+T细胞。通过骨髓嵌合体实验特异性在树突状细胞中缺失CD40,则削弱了这种联合治疗的抗肿瘤效果,直接证明了树突状细胞上的CD40对于打破Treg介导的抑制、实现肿瘤控制是必需的。
免疫治疗增强CCR7+树突状细胞与Tregs在血管周围的相互作用
一个有趣的发现是,免疫治疗本身会改变CCR7+DCs与Tregs的相互作用动力学。通过活体双光子显微镜观察,研究人员发现抗PD-1治疗不仅激活了CCR7+DCs,也意外地延长了其与周围Tregs的接触时间。在未经治疗的小鼠中,CCR7+DC与Treg的接触时间中位数为5.6分钟,而抗PD-1治疗后则显著延长至13.4分钟。这种 prolonged interaction(长时间的相互作用)可能为Tregs提供更多机会来施加抑制信号。
机制探究发现,CCR7+DCs自身表达的趋化因子CCL22在这一过程中扮演了重要角色。CCL22能吸引表达CCR4的Tregs。在Ccl22基因敲除的小鼠中,抗PD-1治疗不再能延长CCR7+DC与Treg的接触时间,并且小鼠对抗PD-1治疗的应答更强,肿瘤控制效果更好。这表明免疫治疗在试图“点燃”抗肿瘤免疫的同时,也可能通过增强CCL22-CCR4轴 inadvertently “加固”了Treg的抑制性网络。
单个CCR7+树突状细胞共表达刺激性和调节性分子
单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析揭示了CCR7+DCs一个内在的、令人惊讶的特性:同一个细胞可以同时高表达强效的免疫刺激基因(如IL12B, CD40, CD80/CD86) 和免疫抑制基因(如CCL22, CD274PD-L1, CD200)。这种“双重性”在来自不同癌种(如HNSCC, CRC, NSCLC)的人类和小鼠数据中均得到验证。特别是那些产生IL-12、最具激活潜能的CCR7+DCs亚群,其CCL22的表达水平也最高。流式细胞术在蛋白水平上也证实了CD40、IL-12与PD-L1、CD200等分子在单个CCR7+DC上的共表达。
这一发现表明,肿瘤中的CCR7+DCs本身就是一个矛盾的集合体:它们被装备成强大的免疫激活器,但同时也内置了“刹车”系统(如表达CCL22招募Tregs,表达PD-L1直接抑制T细胞)。这种特性可能是一种生理性的安全机制,防止过度的免疫反应,但在肿瘤环境中,这种平衡被破坏,抑制性的一面往往占据主导。
总结与展望
本研究系统性地阐释了肿瘤微环境中一个关键的免疫调控枢纽:由CCL19-CCR7轴组织的血管周围CCR7+树突状细胞生态位。该生态位是抗肿瘤免疫应答的潜在热点,但也被Tregs密切监控和抑制。Tregs通过直接细胞接触,下调CCR7+DCs上关键的共刺激分子如CD40,从而限制其功能。
研究揭示了CCR7+DCs功能的可塑性及其在免疫治疗中的动态变化。免疫检查点阻断疗法在增强CCR7+DCs抗肿瘤功能的同时,也可能通过CCL22等分子强化了其与Tregs的免疫抑制性相互作用,这或许是某些患者应答不佳或产生耐药性的原因之一。
这些发现提出了新的治疗思路:未来的免疫治疗策略或许应当着眼于“扬长避短”,即一方面通过促进CCL19等信号维持和增强CCR7+DCs在血管周围的有利定位和激活状态(如使用CD40激动剂),另一方面则要设法中断其与Tregs的抑制性对话(如阻断CCL22-CCR4轴或选择性清除Tregs)。理解并操控这一精细的细胞间对话网络,将为改善癌症免疫治疗疗效开辟新的途径。
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