差异表达的生长因子和细胞因子驱动传染性癌症表型变化的机制研究

本研究针对塔斯马尼亚袋獾面临的两种致命传染性癌症(DFT1和DFT2)，通过分析差异表达的细胞因子和生长因子(NRG1、IL16、TGFβ1/2、PDGFAA/AB)对肿瘤细胞表型可塑性的调控作用，揭示了PDGFR信号促进增殖、TGFβ诱导EMT样变化的分子机制，为开发保护性疫苗和治疗干预提供了新靶点。研究采用转录组分析、生物发光成像增殖实验和划痕迁移实验等技术，发现细胞微环境信号可重塑肿瘤表型，影响免疫逃逸能力，对濒危物种保护具有重要意义。

　　

在澳大利亚塔斯马尼亚岛，一种名为袋獾(Sarcophilus harrisii)的有袋类食肉动物正面临生存危机。1996年首次发现的魔鬼面部肿瘤病1型(DFT1)已导致当地袋獾种群数量下降超过82%，而2014年新发现的DFT2型肿瘤更使这个濒危物种雪上加霜。这两种通过咬伤传播的传染性癌症具有独特的生物学特性——它们源自施万细胞(Schwann cell)，能够像传染病一样在个体间传播，却又能逃避免疫系统的清除。尽管前期研究揭示了DFT1通过下调主要组织相容性复合体I类分子(MHCI)实现免疫逃逸的机制，但针对MHCI的疫苗策略效果有限，暗示存在其他未知的免疫逃逸机制。

塔斯马尼亚大学孟席斯医学研究所的研究团队在《Discovery Immunology》发表的研究，揭示了肿瘤微环境中细胞因子调控的表型可塑性在DFT免疫逃逸中的关键作用。此前研究发现，接种疫苗的袋獾体内DFT1肿瘤会从"髓鞘形成"表型转变为"间充质"表型，这种变化伴随着上皮-间质转化(EMT)相关基因的上调。基于这一现象，研究人员系统分析了可能驱动DFT表型可塑性的关键信号分子及其功能影响。

研究采用的主要技术方法包括：利用已发表的转录组数据筛选差异表达的生长因子和细胞因子；通过生物发光成像(BLI)技术定量检测不同处理条件下DFT细胞的增殖变化；采用划痕迁移实验评估细胞迁移能力；使用外周血单个核细胞(PBMC)共培养体系分析免疫杀伤效应。实验样本包括来自野外采集的DFT1(C5065)和DFT2(JV)细胞系。

【生长因子和细胞因子改变DFT细胞增殖】转录组分析确定了6种与DFT表型相关的信号分子：神经调节蛋白1(NRG1)、白细胞介素16(IL16)、转化生长因子β1/2(TGFβ1/2)和血小板衍生生长因子AA/AB(PDGFAA/AB)。BLI实验显示，PDGFAB使DFT1增殖提高1.2倍(p=0.01)，而TGFβ1和TGFβ2分别抑制DFT1增殖至对照组的0.38倍(p=0.03)和0.42倍(p<0.001)。高浓度实验进一步证实PDGF信号的重要作用，PDGFAA和PDGFAB分别使DFT1增殖提高1.7倍(p=0.001)和2倍(p=0.0003)，对DFT2也有类似促增殖效果。

【信号分子影响DFT细胞迁移能力】划痕实验发现，NRG1、IL16和PDGFAA/AB使DFT1达到50%伤口愈合阈值的时间缩短50%以上(p≤0.004)。DFT2对TGFβ2敏感，其迁移能力显著增强(p=0.02)。形态学观察显示，TGFβ处理的细胞出现细胞骨架重排等EMT样变化。

【TGFβ预处理增加免疫杀伤敏感性】PBMC共培养实验发现，TGFβ2预处理的DFT1在PBMC:DFT比例为100:1时，ATP产量下降1.49倍(p<0.001)，表明增加了对免疫杀伤的敏感性。TGFβ1受体抑制剂Galunisertib对DFT2的半数抑制浓度(IC₅₀)为7μM，显著抑制其增殖(p=0.0014)，提示TGFβ信号在DFT2中具有促增殖作用。

研究结论揭示，DFT细胞的表型可塑性受微环境信号分子精密调控：PDGFR信号通过促进增殖和迁移驱动肿瘤进展，而TGFβ则表现出双重作用——既能诱导EMT样变化增强迁移能力，又在特定条件下增强免疫系统对肿瘤的识别。这种动态的表型转换能力可能是DFT在免疫压力下仍能传播的关键。特别值得注意的是，保留MHCI表达的DFT2天然呈现间充质表型，而疫苗诱导的免疫压力促使DFT1向相同表型转变，暗示间充质状态可能是传染性癌症应对免疫监视的保守策略。

该研究首次系统阐明了细胞因子网络调控DFT表型可塑性的分子机制，为理解传染性癌症的免疫逃逸提供了新视角。发现PDGFR和TGFβ信号通路的关键作用，不仅为开发针对袋獾的保护性疫苗指明了新靶点，也为研究人类癌症的免疫逃逸机制提供了比较模型。从保护生物学角度看，这项研究为拯救濒危的塔斯马尼亚袋獾种群提供了重要的科学依据，展示了基础研究在生物多样性保护中的关键价值。