嗜碱性粒细胞通过抑制调节性T细胞阻遏早期肺转移——基于组胺-HRH1与MCPT8切割IL-2Rα双通路的中枢免疫调控机制

《Nature Cancer》:Basophils inhibit early lung metastasis by suppressing regulatory T cells

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月04日 来源:Nature Cancer 28.0

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  : 嗜碱性粒细胞(basophils)是一类稀有细胞,主要以过敏反应中的功能为人所知,但其在肿瘤中的作用仍不清楚。研究人员发现,在小鼠中,嗜碱性粒细胞通过抑制调节性T(Treg)细胞,增强抗肿瘤CD8+ T细胞免疫,从而抑制早期肺转移灶的形成。嗜碱性粒细胞通过

  
: 嗜碱性粒细胞(basophils)是一类稀有细胞,主要以过敏反应中的功能为人所知,但其在肿瘤中的作用仍不清楚。研究人员发现,在小鼠中,嗜碱性粒细胞通过抑制调节性T(Treg)细胞,增强抗肿瘤CD8+ T细胞免疫,从而抑制早期肺转移灶的形成。嗜碱性粒细胞通过两条互补机制约束Treg细胞:一是肥大细胞蛋白酶8(MCPT8)介导的白细胞介素-2受体α(IL-2Rα/CD25)切割,二是组胺(histamine)通过激活组胺H1受体(HRH1)发挥作用。使用氯雷他定(loratadine)阻断HRH1可消除对Treg细胞的抑制,并加速小鼠转移灶播散。在一项纳入40名健康志愿者、比较氯雷他定与安慰剂的前瞻性双盲交叉试验中,氯雷他定处理后循环Treg细胞频率(主要终点)升高。跨人类癌症中,较高的外周血嗜碱性粒细胞计数可预测更佳生存;整合多组学分析鉴定出保守的静息(B0)与肿瘤相关(B1)嗜碱性粒细胞状态,其中B0状态提示良好预后。上述结果确立嗜碱性粒细胞作为早期转移进展的调控者,并将嗜碱性粒细胞–Treg细胞轴定义为潜在治疗靶点。
论文解读
研究背景与立项依据
嗜碱性粒细胞(basophils,稀有粒细胞,传统上被认为主要参与过敏与抗寄生虫免疫)在肿瘤中的功能长期未被阐明。既往回顾性研究提示外周血嗜碱性粒细胞计数与多种癌症较好预后相关,且临床流行病学显示过敏倾向人群部分癌症风险降低;但矛盾的是,也有研究指出嗜碱性粒细胞来源IL-4或可驱动促肿瘤髓系编程,组胺亦可通过巨噬细胞HRH1削弱免疫治疗应答。已有工作多聚焦肿瘤建立后的阶段,对转移早期——尤其是癌细胞播散至肺并形成微小转移灶的关键窗口——缺乏机制性理解。调节性T(Treg)细胞是抑制抗肿瘤免疫、促进转移的核心免疫抑制细胞,其稳态依赖IL-2Rα(CD25)–STAT5信号,但是否受嗜碱性粒细胞调控此前未知。该研究即围绕“嗜碱性粒细胞是否及如何通过Treg细胞影响早期肺转移”展开。
主要技术方法概述
研究人员构建小鼠乳腺癌4T1与基因工程肺癌KP实验肺转移模型,联合嗜碱性粒细胞特异性清除(抗CD200R3抗体)与过继回输实验;开展肺组织单细包RNA测序(scRNA-seq)与空间转录组,解析早期转移微环境免疫重塑;利用原代嗜碱性粒细胞与Treg细胞共培养、Transwell分隔、蛋白酶抑制剂与siRNA敲低,明确接触依赖与非接触依赖机制;通过氯雷他定(HRH1阻断)体内外干预,结合流式、自动Western、转录组与计算模型;在人体层面,分析健康肺/脾/非小细胞肺癌组织染色、公开人类scRNA-seq与TCGA生存数据,并完成一项40例健康志愿者氯雷他定vs安慰剂双盲交叉临床试验(IRCT20170608034390N14)。
研究结果
Basophils inhibit metastasis to the lung(嗜碱性粒细胞抑制肺转移)
通过清除嗜碱性粒细胞,研究人员发现肺内癌细胞播散与转移结节负荷显著增加;延迟清除则无效应,说明作用集中于转移早期。回输嗜碱性粒细胞可降低癌细胞归巢。结果表明嗜碱性粒细胞是早期肺转移播种的负向调控者。
Basophils suppress Treg cells in mice(嗜碱性粒细胞抑制小鼠Treg细胞)
清除嗜碱性粒细胞后脾与肺Treg细胞扩增;过继转移则降低其比例。活体成像与免疫染色显示嗜碱性粒细胞与Treg细胞频繁簇集。共培养中,嗜碱性粒细胞诱导Treg细胞凋亡、削弱其抑制功能,恢复CD8+ T细胞增殖与杀伤,提示该轴增强细胞毒性抗肿瘤免疫。
Basophil-secreted histamine inhibits Treg cells(嗜碱性粒细胞分泌组胺抑制Treg细胞)
Treg细胞高表达HRH1。嗜碱性粒细胞来源组胺经HRH1激活钙信号与线粒体超氧化物,下调FOXP3、削弱Treg稳定性;氯雷他定逆转该表型。HRH1阻断恢复Treg抑制能力、降低CD8+效应功能,并在小鼠中加速肺转移播种。
Inhibition of histamine signaling impairs CD8+ T cells and enhances lung metastatic seeding in mice(组胺信号抑制损伤CD8+ T并促转移)
体内氯雷他定提升外周Treg频率、降低肺内颗粒酶B阳性CD8+ T细胞,增强KP-GFP癌细胞肺播散。批量RNA-seq显示Treg内IL-2–STAT5通路上调、CD8+效应与细胞周期程序受抑。在EAE自身免疫模型中,氯雷他定反而改善恢复,提示该通路具免疫环境依赖性。
Basophils inhibit Treg cells through MCPT8-mediated IL-2Rα (CD25) cleavage(MCPT8介导CD25切割的接触依赖机制)
共培养4小时内Treg细胞表面CD25近乎消失,但Il2ra转录与总蛋白不变,Western显示分子量下移约10 kDa,提示胞外酶切。丝氨酸蛋白酶抑制剂AEBSF完全挽救;siRNA部分敲低Mcpt8(而非Prss34)恢复CD25。空间转录组显示直接接触的Treg细胞CD25低、IL-2–STAT5信号弱。HRH1阻断与AEBSF具叠加恢复效应,证明双通路并行。
Computational modeling predicts consequences of basophil-mediated anticancer cell effects(计算模型)
模型预测:相比直接杀死Treg,嗜碱性粒细胞“解除Treg对CD8+ T的抑制”对肿瘤细胞死亡贡献更大,两机制相加。
Histamine levels are locally and systemically elevated in cancer(肿瘤中组胺局部与全身升高)
荷瘤小鼠血清、骨髓与肺嗜碱性粒细胞中HDC(组胺合成酶)与组胺水平上升,空间上靠近肿瘤结节的嗜碱性粒细胞Hdc更高。
CCL24 and IgE–FcεRI engagement drive basophil recruitment and activation in cancer(CCL24与IgE驱动募集活化)
NicheNet与空间分析指向肺泡巨噬细胞来源CCL24募集嗜碱性粒细胞;人支气管灌洗中CCL24在肺癌组升高。IgE–FcεRI交联(而非IL-33)激活嗜碱性粒细胞,促进组胺/MCPT8释放与抗肿瘤杀伤。
Basophil-mediated Treg cell suppression is conserved in humans(人源保守性)
人肺、脾与NSCLC组织存在嗜碱性粒细胞–Treg簇;人scRNA-seq中两者丰度负相关。人共培养重现HRH1依赖的Treg抑制;TCGA泛癌中高HDC表达预后更好。
TCR-driven MAPK–ELK1 signaling regulates HRH1 expression in Treg cells(HRH1上游调控)
TCR刺激经MAPK–ELK1上调HRH1,MEK抑制剂trametinib抑制该诱导,连接Treg活化状态与组胺敏感性。
讨论与结论翻译
讨论指出,该研究揭示了一条此前未被认识的“嗜碱性粒细胞–Treg细胞轴”:在转移早期,嗜碱性粒细胞通过组胺–HRH1(非接触)与MCPT8介导CD25切割(接触依赖)双机制,削弱Treg免疫抑制,释放CD8+ T细胞杀伤功能,从而阻遏肺转移播种。该轴在人与小鼠间保守,且外周嗜碱性粒细胞计数、HDC与B0状态具预后价值。临床上常用H1抗组胺药(如氯雷他定)虽在自身免疫情境有益,但在肿瘤中可能意外增强Treg抑制、不利于抗肿瘤免疫,提示需重新评估抗癌患者中抗组胺药的免疫影响。
研究结论:嗜碱性粒细胞是早期转移进展的固有免疫调控者;basophil–Treg cell axis是连接过敏介质信号与肿瘤免疫的关键节点,为转移预防及靶向髓系–Treg互作提供了新治疗思路。
论文核心机制已经梳理清楚,接下来可以选择一个方向继续深化:
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