果蝇模型中巨噬细胞通过吞噬作用介导的细胞因子放大促进肿瘤生长的机制研究

本研究揭示了果蝇模型中巨噬细胞通过Draper介导的吞噬作用诱导Upd3表达，进而激活JAK/STAT信号通路促进RasV12/scrib肿瘤生长的全新机制。研究人员发现凋亡的肿瘤细胞通过caspase-ROS正反馈循环招募成熟吞噬性浆细胞，这些巨噬细胞通过吞噬凋亡细胞触发细胞因子级联放大，为理解肿瘤微环境中免疫细胞与肿瘤细胞的互作提供了重要见解。

　　

在肿瘤生物学领域，肿瘤微环境中免疫细胞与肿瘤细胞的相互作用一直是研究热点。尽管已知肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)在多数实体瘤中与不良预后相关，但其促进肿瘤生长的具体机制仍不清楚。果蝇作为模式生物，其血细胞系统与哺乳动物具有高度保守性，为研究这一复杂互作提供了理想模型。特别是Ras^V12联合scribble(scrib)突变诱导的恶性肿瘤模型，能模拟人类肿瘤的过度生长和转移行为，但巨噬细胞如何参与这一过程尚待阐明。

名古屋大学的研究团队在《Current Biology》发表的研究中，利用果蝇眼-触角成虫盘模型，揭示了成熟吞噬性浆细胞(plasmatocytes)通过吞噬凋亡肿瘤细胞促进肿瘤生长的分子机制。研究发现，Ras^V12/scrib肿瘤中caspase激活的凋亡细胞通过ROS产生招募巨噬细胞，形成正反馈循环。这些巨噬细胞通过Draper受体介导吞噬凋亡细胞，诱导Upd3(果蝇IL-6同源物)表达，进而激活JAK/STAT信号通路并促进肿瘤细胞增殖。这一发现不仅揭示了巨噬细胞吞噬功能促肿瘤的新机制，还发现了类似于哺乳动物IL-6放大器的细胞因子级联放大现象。

研究主要采用了以下关键技术：1)果蝇遗传操作技术(包括MARCM克隆分析、QF2/QUAS系统等)；2)活体成像技术追踪巨噬细胞吞噬过程；3)单分子荧光原位杂交(smFISH)检测upd3表达；4)流式细胞术分选肿瘤细胞；5)免疫荧光染色分析信号通路激活。所有实验均在果蝇幼虫眼-触角成虫盘中进行。

Mature phagocytic plasmatocytes promote the growth of Ras^V12/scrib tumors

研究发现，与野生型对照相比，Ras^V12/scrib克隆中成熟吞噬性浆细胞(通过HmlΔDsRed和NimC4标记)显著聚集。这些细胞不仅位于组织基底侧，还浸润到肿瘤内部。通过过表达凋亡诱导蛋白Hid或基质金属蛋白酶抑制剂Timp/RECK减少巨噬细胞招募，可显著抑制肿瘤生长，证实了巨噬细胞对肿瘤生长的促进作用。

The Draper pathway in mature phagocytic plasmatocytes promotes Ras^V12/scrib tumor growth

活体成像显示巨噬细胞通过Draper途径吞噬Ras^V12/scrib细胞。敲低draper、shark或ced-6显著减少吞噬事件和肿瘤生长，但不影响巨噬细胞招募。EdU标记显示Draper信号缺失会降低肿瘤细胞增殖，表明吞噬作用通过非自主方式促进肿瘤生长。

Caspase-dependent PS exposure in Ras^V12/scrib cells is required for phagocytosis by mature plasmatocytes

研究发现caspase激活的凋亡细胞(通过cDCP1和GC3Ai标记)被巨噬细胞吞噬。抑制caspase(dronc或drICE敲低)或阻断磷脂酰丝氨酸(PS)暴露(xkr敲低或annexin V过表达)均减少吞噬和肿瘤生长，证实凋亡细胞的"eat-me"信号对巨噬细胞功能激活至关重要。

Caspase-ROS interaction regulates the infiltration of mature phagocytic plasmatocytes and Ras^V12/scrib tumor growth

实验证实caspase激活通过诱导ROS产生促进巨噬细胞浸润。抑制ROS(duox敲低或过表达Catalase/GPx)减少巨噬细胞浸润和吞噬，但不影响总体招募，揭示caspase-ROS正反馈环是巨噬细胞浸润肿瘤的关键调控点。

Draper-dependent Upd3 expression in mature phagocytic plasmatocytes is essential for promoting Ras^V12/scrib tumor growth

研究发现巨噬细胞在吞噬凋亡细胞后通过Draper信号诱导Upd3表达。敲低draper或upd3均抑制肿瘤生长，而upd1/upd2敲低无此效应。smFISH和免疫染色证实Draper-Shark-Ced6通路调控Upd3表达，且这种诱导依赖于上游的caspase-ROS信号。

Draper-Upd3 signaling in mature phagocytic plasmatocytes causes non-autonomous upds gene expression and simultaneous JAK/STAT activation in Ras^V12/scrib cells

研究揭示巨噬细胞来源的Upd3不仅直接激活肿瘤细胞JAK/STAT信号(通过10xSTAT-GFP报告基因和Chinmo表达证实)，还诱导肿瘤细胞自身upds基因表达，形成细胞因子放大环路。抑制JAK/STAT(DomeΔCYT过表达)或下游效应因子Chinmo均抑制肿瘤生长。

这项研究首次在果蝇模型中揭示了巨噬细胞通过吞噬作用促进肿瘤生长的完整分子通路：凋亡肿瘤细胞→caspase-ROS正反馈→巨噬细胞浸润→Draper介导吞噬→Upd3产生→JAK/STAT激活→upds基因表达放大→肿瘤增殖。这一发现不仅为理解肿瘤微环境中免疫细胞与肿瘤细胞的复杂互作提供了新视角，还揭示了进化保守的细胞因子放大机制被肿瘤"劫持"用于自身生长的现象。研究提出的机制与哺乳动物中IL-6放大器(IL-6 Amp)相似，为开发靶向肿瘤相关巨噬细胞的治疗策略提供了潜在新靶点。