S100A11 通过 SIRT6-SMAD3 通路调控结直肠癌巨噬细胞免疫抑制性重编程

《Neoplasia》：S100A11 promotes immunosuppressive tumour-associated macrophage polarisation with SIRT6-associated changes in SMAD3 acetylation and SMAD2/3 activation in colorectal cancer

　　

摘要

背景

结直肠癌（CRC）不仅通过恶性上皮细胞的增殖发展，还通过肿瘤微环境中的免疫细胞重编程而发生。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在介导免疫抑制中起着核心作用，但肿瘤相关信号如何驱动这些巨噬细胞的免疫抑制性编程仍不甚明晰。

方法

本研究分析了公共结直肠癌单细胞转录组数据、20对结直肠癌及邻近非肿瘤组织样本、THP-1源巨噬细胞的极化模型以及经过处理的HCT116巨噬细胞样细胞。部分发现通过在原代人类单核细胞衍生的巨噬细胞和SW480结直肠癌细胞中的验证得以确认。为了探究其潜在机制和功能影响，我们进行了S100A11的过表达及缺失实验、SIRT6 rescue实验、共免疫沉淀、免疫荧光检测、Western blotting、定量PCR、流式细胞术、SMAD3免疫沉淀、TGF-β中和实验以及结直肠癌细胞功能检测。此外，还利用免疫缺陷型HCT116异种移植肿瘤模型和体外HCT116/CD8+ T细胞共培养系统来评估肿瘤生长及CD8+ T细胞的活化情况及其效应因子表达。

结果

在多个结直肠癌单细胞数据集中反复检测到S100A11的表达，且其水平在结直肠癌组织中显著升高。高水平的S100A11表达与CD206+巨噬细胞的特性相关。在巨噬细胞模型中，S100A11增强了免疫抑制性表型，表现为CD206、PPARG/PPARγ、IL-10、TGF-β、PD-L1和PD-L2的表达增加。机制上，S100A11与SIRT6相互作用，并导致SIRT6与SMAD2/3的关联减弱、SMAD3的乙酰化增加以及SMAD2/3的磷酸化增强。SIRT6的过表达部分逆转了S100A11和TGF-β诱导的巨噬细胞极化现象。由S100A11过表达的巨噬细胞样细胞产生的培养基可促进HCT116的增殖、克隆能力、迁移和侵袭能力，降低细胞凋亡，促进HCT116异种移植瘤的生长，并在体外抑制CD8+ T细胞的活化及其效应因子表达；这些效应可通过在巨噬细胞样细胞中过表达SIRT6得到缓解。TGF-β的中和作用可减轻这种培养基对HCT116增殖的促进作用，并部分恢复CD8+ T细胞的CD69表达。

结论

研究表明，S100A11是结直肠癌中与巨噬细胞免疫抑制性极化相关的调节因子，可能促进肿瘤微环境中的巨噬细胞重编程。这些发现提示，S100A11–SIRT6–SMAD3通路值得进一步研究，作为结直肠癌免疫微环境中巨噬细胞重编程的潜在靶点。

作者：黄勇 | 史秀华 | 胡伟超 | 林西路 | 吴昭英 | 谢豪 | 徐立帅 | 王杰 | 徐莉 | 邹俊伟