COUP-TFII介导的血管内皮重编程逆转肿瘤免疫逃逸:靶向静脉化重塑肿瘤微环境新策略

【字体: 时间:2025年08月13日 来源:Nature Communications 15.7

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  本研究针对"冷肿瘤"中T细胞浸润不足的免疫治疗难题,创新性地通过转录因子COUP-TFII介导的肿瘤内皮细胞静脉化重编程,成功激活了血管选择素(P-selectin)和CXCL10/CXCR3通路,显著提升T细胞肿瘤浸润并增强PDAC(胰腺导管腺癌)和乳腺癌模型对免疫检查点阻断(ICB)及过继性T细胞疗法的敏感性。斯坦福大学团队在《Nature Communications》发表的这项研究,为克服肿瘤免疫豁免提供了血管靶向治疗新范式。

  

在肿瘤免疫治疗领域,"冷肿瘤"对免疫检查点抑制剂的无应答始终是重大挑战。这类肿瘤特征性的T细胞稀缺现象,与肿瘤血管内皮异常密切相关——不同于正常炎症部位高表达选择素(selectins)和粘附分子的静脉内皮,肿瘤血管往往丧失招募淋巴细胞的能力。这种特殊的"免疫排斥性血管"表型,成为阻碍T细胞浸润的物理屏障。传统抗血管生成疗法虽能抑制肿瘤血供,却会进一步破坏具有淋巴细胞招募功能的毛细血管后微静脉(post-capillary venules),形成治疗悖论。

斯坦福大学医学院的Yu Zhu、Kevin F. Brulois等研究者独辟蹊径,从胚胎发育中获取灵感。他们注意到核受体COUP-TFII(chicken ovalbumin upstream promoter-transcription factor II)是静脉内皮发育的关键调控因子,在成年生物体中持续维持静脉特征基因(如Ephb4、Sele)的表达。基于此,研究团队构建了内皮特异性诱导表达COUP-TFII的转基因小鼠(iCoup),在自发性和移植性乳腺癌(MMTV-PyMT)及胰腺癌(KPC)模型中,通过单细胞RNA测序、流式细胞术和活体成像等多维度技术,系统验证了内皮重编程策略的 therapeutic potential。

关键技术包括:1)建立内皮特异性CreERT2诱导的COUP-TFII过表达小鼠模型;2)采用谱系追踪和嵌合标记技术(Rosa26LSL-tdTomato)验证细胞自主效应;3)通过短周期归巢实验(CFSE标记OT1 T细胞)量化淋巴细胞迁移;4)结合抗P-selectin/E-selectin和CXCR3阻断抗体解析分子机制;5)在基因工程小鼠模型(GEMM)中评估联合免疫治疗(PD1/CTLA4双阻断)效果。

肿瘤扩展下调静脉内皮特性

通过比较不同体积的MMTV-PyMT自发肿瘤发现,大肿瘤(>0.5g)中P-selectin+静脉内皮比例显著降低(p<0.01),伴随CD8+T细胞浸润减少和Treg比例升高。在KPC胰腺癌模型中也观察到类似现象,证实肿瘤进展伴随静脉特征丢失与免疫抑制微环境形成。

COUP-TFII驱动毛细血管-静脉重编程

诱导表达COUP-TFII使肿瘤内皮中静脉标志物P-selectin、MAdCAM1和VCAM1表达提升3-6倍(p<0.001),而毛细血管标志物Ly6C1、Notch4显著下调。嵌合标记实验显示tdTomato+内皮细胞中Ephb4 mRNA水平增加4.2倍(p<0.0001),证实重编程的细胞自主性。值得注意的是,该过程未诱发高内皮微静脉(HEV)特征性PNAd表达,说明COUP-TFII特异性诱导post-capillary venule表型。

选择性增强T细胞招募

iCoup使肿瘤浸润CD8+T细胞增加2.3倍(p<0.01),而髓系细胞(如TAMs)无显著变化。机制上,COUP-TFII上调CXCL10(增加5.8倍)同时抑制CCL2/CCL5表达,形成T细胞趋化梯度。体内阻断实验证实,E/P-selectin或CXCR3的抑制可完全取消T细胞招募效应(p<0.001),说明该过程依赖血管选择素和CXCR3信号轴。

协同增强免疫治疗效果

在PD1/CTLA4双阻断无效的PyMT模型中,iCoup使肿瘤体积缩小54%(p<0.0001),中位生存期从25周延长至38周。过继转移OVA特异性OT1 T细胞时,iCoup组肿瘤重量降低61%(p<0.001),证实内皮重编程可突破抗原特异性T细胞应答障碍。

这项研究开创性地证实,靶向肿瘤血管表型重编程可逆转免疫豁免。COUP-TFII诱导的静脉化不仅激活了选择素介导的T细胞滚动粘附,还通过CXCL10/CXCR3轴建立化学趋化梯度,双通路协同克服了冷肿瘤的物理屏障。该策略与传统抗血管治疗形成鲜明对比——后者破坏血管结构反而加剧免疫抑制,而COUP-TFII重编程则"化敌为友",将肿瘤血管转化为免疫治疗的"特洛伊木马"。研究为胰腺癌等难治性肿瘤提供了全新的联合治疗思路,其采用的发育生物学策略(利用胚胎期静脉决定因子)也为其他疾病的血管靶向治疗提供了范式参考。

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