MUC16在胰腺癌中驱动巨噬细胞介导的免疫抑制

《Cancer Letters》：MUC16 drives macrophage-mediated immunosuppression in pancreatic cancer

　　

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  MUC16驱动胰腺导管腺癌（PDAC）中的致癌信号传导和巨噬细胞介导的免疫抑制
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  MUC16激活CCL2和Serpin-E1信号通路以招募和极化巨噬细胞
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  MUC16缺失可显著降低肿瘤负荷和免疫抑制性巨噬细胞
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  靶向MUC16联合肿瘤微环境（TME）巨噬细胞提供了一种新的治疗策略

引言

胰腺导管腺癌（PDAC）占所有胰腺癌发病率的90%以上，是一种致死性极高的恶性肿瘤[1]。总体5年生存率仅为13%[2]，这主要是由于诊断时已属晚期，超过半数患者在确诊时已出现远处转移。在这种情况下，手术切除作为唯一具有治愈可能的策略已不再可行。目前的标准治疗方案（SoC），包括FOLFIRINOX、NALIRIFOX或吉西他滨联合白蛋白结合型紫杉醇，提供的生存获益有限[3]、[4]。最近，RAS(ON)抑制剂daraxonrasib通过抑制KRAS，在一项随机临床试验中显示，对于既往接受过治疗的转移性PDAC患者，总体生存期（OS）达到有史以来最长的13.2个月（而标准治疗方案为6.7个月）[5]。daraxonrasib随后已获批准用于治疗至少接受过一线治疗的转移性PDAC患者，是首个在PDAC中达到这一里程碑的Ras靶向药物[6]。

PDAC肿瘤的特征是分化不良的肿瘤上皮，尤其是在晚期阶段，以及高度增生性和纤维化的基质[7]。KRAS和TP53驱动突变是该癌症的标志性特征。值得注意的是，突变型KRAS已被证明可上调黏蛋白-16（MUC16）的表达，MUC16是一种高度糖基化的蛋白质，在超过65%的PDAC病例中过表达，而在正常胰腺中缺失，从而为肿瘤靶向提供了治疗窗口[8]、[9]。MUC16高表达与预后不良和总体生存率降低相关，并已被认为与促进PDAC中的肿瘤细胞自主信号传导有关[9]。然而，其对肿瘤微环境（TME）的影响仍未得到充分探索。TME在PDAC进展中起着核心作用。PDAC表现出致密的、富含基质的微环境，其中存在支持肿瘤的细胞类型，包括巨噬细胞。这些免疫细胞通常被重新编程为非细胞毒性、促肿瘤的表型，导致PDAC呈现"免疫冷肿瘤"特征，缺乏有效的抗肿瘤免疫反应[10]、[11]。

新兴文献表明，MUC16参与肿瘤微环境中的免疫抑制，使其在癌症进展中的作用超越了其在卵巢癌患者中作为临床生物标志物的角色[12]、[13]、[14]。更具体地说，MUC16通过损害自然杀伤（NK）细胞介导的细胞毒性来发挥此作用[15]。其广泛的N-糖基化和O-糖基化对这些功能至关重要。在卵巢癌中，MUC16上的特定α-2,3和α-2,6唾液酸连接与NK细胞、单核细胞和B细胞上的免疫抑制受体Siglec-9结合，从而抑制抗肿瘤免疫[16]。这些发现表明，MUC16可能具有更广泛的免疫调节作用，并支持肿瘤相关碳水化合物抗原（包括MUC16）的免疫调节支架功能模型，即通过参与或通过免疫抑制受体促进信号传导来抑制抗肿瘤免疫。

巨噬细胞是人类PDAC中的主要免疫群体，也是肿瘤进展的公认介导者[17]。这些免疫抑制性巨噬细胞通常被称为肿瘤相关巨噬细胞（TAMs），来源于被招募进入肿瘤的循环单核细胞和胰腺内的常驻巨噬细胞[7]、[18]、[19]。TAMs驱动多种促肿瘤过程，包括T细胞耗竭、异常血管生成、侵袭、转移和免疫逃逸[20]、[21]、[22]、[23]。基于这些令人信服的发现，阐明影响TME中巨噬细胞招募和极化的肿瘤细胞内在机制至关重要，最终将支持肿瘤的巨噬细胞定位为胰腺癌的关键仲裁者。

MUC16缺失深刻重塑了PDAC肿瘤微环境中的巨噬细胞相关免疫状态。使用免疫健全KPC和KPC-MUC16^KO小鼠模型，我们证明MUC16缺失不仅显著降低肿瘤负荷，还驱动TME中巨噬细胞群体的显著转变。空间转录组学分析和免疫染色显示，MUC16缺失重构了肿瘤组成，并建立了独特的肿瘤-免疫架构，其特征是巨噬细胞表现出炎症和抗原提呈程序，包括涉及MHC II类分子的增强配体-受体相互作用。虽然使用氯膦酸盐脂质体耗竭表达MUC16的KPC肿瘤中的巨噬细胞可显著降低肿瘤负荷，但未能引发T细胞免疫，这突显了在MUC16KO肿瘤中观察到的巨噬细胞重编程可能比广泛巨噬细胞消融更有效。

总之，这些发现确定MUC16是PDAC微环境中巨噬细胞介导免疫抑制的肿瘤细胞自主调节因子。本研究强调了MUC16作为在深度免疫逃逸特征疾病中恢复抗肿瘤免疫的可靶向轴的重要性。

章节摘要

MUC16改变PDAC中的肿瘤进展和巨噬细胞状态

为了了解MUC16在肿瘤进展中的作用，我们利用MUC16功能完整的PDAC基因工程小鼠模型，并通过将KPC小鼠（Kras^LSLG12D/+; p53^R172H/+; Pdx-Cre^Tg/+）与MUC16基因缺失小鼠（外显子3缺失）杂交，生成了相应的MUC16敲除（KO）模型。MUC16基因缺失动物在胰腺及其他器官（卵巢、肺、子宫、睾丸）中直至1岁均未表现出任何明显异常表型[24]、[25]、[26]。这些免疫健全的KPC和KPC-MUC16^KO

讨论

靶向胰腺癌策略的开发一直是肿瘤生物学研究的巨大焦点，但由于肿瘤微环境（TME）高度复杂，导致许多治疗方法无效，进展有限。免疫检查点阻断（ICB）就是一个典型例子：具有高肿瘤突变负荷（TMB）的黑色素瘤会产生大量新抗原，并对抗PD(L)-1和抗CTLA-4治疗反应良好[55]、[56]、[57]，而PDAC通常表现出低TMB

细胞系和培养

小鼠PDAC细胞系（KPC和KPC-MUC16^KO）是从C57BL/6背景中4月龄小鼠的肿瘤中构建的。简要来说，肿瘤被切除并用刀片切碎，然后在37°C摇床中用胶原酶IV消化20分钟。细胞在Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM）或Roswell Park纪念研究所1640培养基（RPMI）中，加入10%胎牛血清（FBS）、1%抗生素混合物（青霉素-链霉素），传代超过8代以消除非癌

生成式人工智能

本工作的准备或设计过程中未使用任何生成式人工智能或人工智能辅助技术。

CRediT作者贡献声明

Abeesh Prathapan：数据管理。Benjamin Swanson：形式分析。Fang Yu：写作 – 审阅与编辑，形式分析。Richard R Behringer：方法论。Christabelle Rajesh：写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿，可视化，验证，方法论，调查，形式分析，数据管理，概念化。Michael A Hollingsworth：方法论，概念化。Satish Sagar：写作 – 审阅与编辑，方法论，调查，形式分析，数据管理，

伦理声明

本研究按照以下动物福利和/或报告指南进行：IACUC。本研究已获IACUC批准。（批准编号：23-024-04）

数据可用性声明

本研究产生的数据集可在基因表达综合数据库（GEO）获取。小鼠PDAC细胞系（KPC和KPC-MUC16^KO）的RNA测序可在GEO数据库中通过登录号GSE324652获取。通过VisiumHD平台对原位移植KPC和KPC-MUC16^KO组织进行空间转录组测序的数据集可在登录号GSE335927下获取。

发表同意书

所有作者同意发表本文。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

资助

本工作部分由美国国立卫生研究院/美国国家癌症研究所（NIH/NCI）拨款CA288372（授予PR）以及美国癌症协会研究学者资助RSG-22-100-01-1278 CDP（授予PR）支持。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。

致谢：

感谢National Jewish Health（科罗拉多州）基因组学核心实验室的Trey Farmer博士对Visium HD空间转录组学研究的支持和协助。

Christabelle Rajesh|Satish Sagar|Ying Huang|Clara S. Mundry|Vijender Chaitankar|Osama Shiraz Shah|Charitha Sumeet|Thomas Caffrey|Kelly A. O'Connell|Benjamin Swanson|Fang Yu|Richard R. Behringer|Abeesh Prathapan|Michael A. Hollingsworth|Prakash Radhakrishnan