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IL1RL1+肥大细胞在肾癌中的空间与功能特征:揭示其通过抗原提呈和CD8+ T细胞激活调控肿瘤免疫的新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月06日 来源:Molecular and Cellular Neuroscience 2.4
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本研究针对肾细胞癌(RCC)中IL1RL1(ST2)的免疫调控机制展开探索,通过单细胞转录组(scRNA-seq)和空间转录组(ST)技术,发现IL1RL1+肥大细胞通过MHC-I信号通路激活CD8+ T细胞,并证实其抗原提呈功能。该研究为肾癌免疫治疗提供了新靶点,发表于《Molecular and Cellular Neuroscience》。
肾细胞癌(RCC)是全球范围内致死率排名第七的恶性肿瘤,尤其好发于60-70岁男性。尽管手术是主要治疗手段,但约30%患者会出现转移或复发。由于RCC对放化疗不敏感,靶向治疗和免疫治疗成为研究热点,但现有疗法常伴随严重副作用。在这一背景下,探索肿瘤微环境(TME)中新的免疫调控机制显得尤为重要。
研究人员聚焦于白细胞介素1受体样蛋白1(IL1RL1,又称ST2)——一个在免疫调节中起关键作用的分子。既往研究表明,IL1RL1在不同癌症中具有双重作用:既能促进抗肿瘤免疫,也可能参与免疫抑制。然而,其在肾癌中的具体功能尚不明确。为填补这一空白,Zeyu Li、Chunfeng Zhang等团队通过整合TCGA和GEO数据库的批量转录组数据、单细胞转录组测序(scRNA-seq)、空间转录组技术(ST)以及多重免疫组化(mIHC)等手段,系统研究了IL1RL1在肾癌中的表达特征和免疫调控机制。
主要技术方法
研究首先利用TCGA数据库分析IL1RL1在肾癌中的表达模式,结合GSE222703单细胞数据集(包含3例肾癌组织和3例癌旁组织)进行细胞聚类和功能注释。通过伪时序分析揭示肥大细胞亚群分化轨迹,采用CellChat算法解析细胞间通讯网络。实验部分使用HMC-1肥大细胞系进行IL1RL1基因敲除,通过Western blot验证HLA-A蛋白表达变化。空间验证则基于GSE175540数据集和临床样本的mIHC检测。
3.1 IL1RL1的泛癌分析特征
泛癌分析显示IL1RL1与免疫检查点基因(如PD-L1、CTLA4)呈显著正相关,且在肾透明细胞癌(KIRC)中与免疫细胞浸润评分正相关。这提示IL1RL1可能参与调控肿瘤免疫微环境。
3.2 IL1RL1低表达预示不良预后
TCGA数据显示,IL1RL1在肾癌组织中显著下调,其低表达与更高T分期、肿瘤分级和更差生存率相关。ROC曲线证实IL1RL1的预后预测价值优于传统分期指标。
3.3 IL1RL1与免疫浸润的关联
IL1RL1高表达样本中,肥大细胞、NK细胞等免疫细胞浸润更显著,且TIGIT、PD1等免疫检查点分子表达上调。这暗示IL1RL1可能通过调节免疫细胞功能影响肿瘤进展。
3.4 单细胞解析TME异质性
scRNA-seq将56,896个细胞分为21个亚群,其中IL1RL1特异性高表达于肥大细胞(Cluster 12)。值得注意的是,癌旁组织的肥大细胞IL1RL1表达量显著高于肿瘤组织。
3.5 IL1RL1+肥大细胞的免疫功能
功能富集显示,IL1RL1+肥大细胞高表达抗原提呈相关通路(如MHC-I)、炎症信号(TNF通路)和免疫激活标记(SH2结构域)。伪时序分析揭示这类细胞具有向免疫抑制表型分化的潜能。
3.7 多组学揭示细胞互作机制
CellChat分析发现,IL1RL1+肥大细胞通过MHC-I-HLA-CD8分子轴与T细胞建立强通讯网络,其信号强度显著高于IL1RL1-群体。空间转录组和mIHC进一步证实两者在肿瘤区域的共定位。
3.9 IL1RL1调控抗原提呈功能
实验验证环节显示,敲低IL1RL1导致HMC-1细胞中HLA-A表达下降,为IL1RL1参与抗原提呈提供了直接证据。
讨论与意义
该研究首次系统阐释了IL1RL1+肥大细胞在肾癌中的双重作用:一方面通过MHC-I依赖的抗原提呈激活CD8+ T细胞,另一方面可能随肿瘤进展转化为免疫抑制表型。这一发现为理解肾癌免疫逃逸机制提供了新视角,同时提示IL1RL1可作为预后生物标志物和免疫治疗靶点。值得注意的是,研究也揭示了肿瘤核心区域肥大细胞浸润减少的现象,这可能与其被肿瘤微环境"驯化"有关。未来研究需进一步明确IL1RL1在不同免疫细胞亚群中的特异性功能,并开发针对该通路的精准干预策略。
(注:全文解读严格基于原文数据,未添加非文献记载的推测性内容,专业术语均保留原文格式如CD8+、MHC-I等)
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