TP53缺失减弱猪FAP模型中早期腺瘤性息肉中C1q相关的巨噬细胞重塑

《Frontiers in Immunology》：TP53 loss attenuates C1q-associated macrophage remodeling in early adenomatous polyps in a porcine FAP model

　　

摘要背景：家族性腺瘤性息肉病（FAP）是一种遗传性疾病，几乎不可避免地导致结直肠癌。虽然研究人员已明确TP53失活是腺瘤-癌序列中的晚期事件，但其在结直肠息肉发展早期阶段的功能作用仍不清楚。方法：研究人员生成了三种FAP猪系：APC^1311/+、APC^1311/+/TP53^+/-和APC^1311/+/TP53^-/-。在3个月和9个月龄时通过结肠镜评估结肠息肉发展。使用高碘酸-希夫/阿利新蓝（PAS-AB）染色评估黏膜杯状细胞和黏蛋白含量。进行Ki67和IBA1的免疫组织化学染色，分别评估上皮增殖和巨噬细胞/单核细胞样细胞浸润。使用定量PCR测量巨噬细胞/单核细胞相关基因和补体相关基因的mRNA表达，包括CCL2、FCGR3A、ITGAM以及C1q家族的成员。结果：各基因型之间宏观腺瘤性息肉的负荷和生长动态相似。然而，APC^1311/+/TP53^-/-猪表现出息肉隐窝内上皮增殖显著减少，如Ki67⁺表达降低所示。此外，免疫组织化学显示APC^1311/+/TP53^-/-动物息肉中基质IBA1⁺巨噬细胞/单核细胞样细胞显著减少。一致地，CCL2、ITGAM、FCGR3A以及补体成分C1QB和C1QC的表达水平显著下调。结论：在FAP猪模型中，TP53缺失并未加速早期腺瘤性息肉的进展。然而，TP53缺乏与息肉微环境的显著改变相关，特别是以C1q相关的巨噬细胞重塑减少以及巨噬细胞/单核细胞和补体相关基因表达降低为特征。这些发现提示p53在结直肠肿瘤发生过程中调节炎性肿瘤微环境的作用。

# 论文解读：TP53缺失调控早期腺瘤性息肉微环境中C1q相关巨噬细胞重塑的研究

## 研究背景与问题

家族性腺瘤性息肉病（FAP）是一种由腺瘤性息肉病（APC）基因胚系突变引起的严重遗传性疾病，患者发生结直肠癌（CRC）的风险极高。在散发性CRC中，APC体细胞突变被视为起始事件，导致Wnt/β-catenin信号通路异常激活，促进正常结直肠上皮细胞转化为腺瘤。FAP患者携带多种APC胚系突变，与疾病严重程度和息肉负荷的临床表型相关。猪APC¹³¹¹突变（与人类APC¹³⁰⁹直系同源）能高度再现人类FAP的息肉位置和疾病严重程度，加之猪与人类胃肠道解剖和生理相似，使其成为研究早期结直肠肿瘤发生的理想模型。相比之下，常用APC突变小鼠模型主要在小肠而非结肠和直肠形成肿瘤，限制了其研究早期结直肠肿瘤发生的价值。

CRC的发展被认为是由肿瘤抑制基因突变或失活序贯积累驱动的多步骤过程。除APC改变外，p53（由TP53编码）通过调控细胞周期、DNA修复和凋亡在维持肠道上皮稳态中发挥关键作用。p53是阻止遗传损伤细胞扩增的关键屏障，p53失活会削弱这些调节机制，促进结肠肿瘤起始和进展。此外，p53缺乏与上皮重塑和肿瘤微环境（TME）改变相关，涉及杯状细胞分泌和巨噬细胞分化。p53通过调节先天性和适应性免疫信号通路参与免疫稳态，并抑制炎症。p53激活可诱导促炎趋化因子CCL2分泌，后者是单核细胞/巨噬细胞募集的介质。在TME中，巨噬细胞/单核细胞经历表型重编程，形成促肿瘤或抗肿瘤功能。单细胞转录组研究已鉴定出一类具有高度免疫抑制特征的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs），表达ITGAM（CD11b）、FCGR3A（CD16）和C1q家族成员（C1QA、C1QB、C1QC）。C1q是经典补体途径的识别亚组分，主要由巨噬细胞产生和分泌。C1q⁺ TAMs在多种恶性肿瘤中富集，其存在与肿瘤进展和转移密切相关。

研究人员先前产生了携带APC^1311/+突变和TP53敲除（TP53-KO）等位基因的转基因猪，并发现腺瘤性息肉中TP53 mRNA表达升高，提示p53在早期息肉发展中的潜在作用。然而，TP53改变在CRC进展晚期的作用已被广泛研究，但其对APC驱动的早期息肉发展的贡献仍不清楚。本研究旨在进一步探索p53在早期腺瘤形成中的功能作用。

## 研究内容与结论

研究人员通过将APC^1311/+和TP53-KO猪系杂交，产生复合突变猪APC^1311/+/TP53^+/-和APC^1311/+/TP53^-/-，系统评估TP53缺失对腺瘤性息肉TME的影响。主要结论：TP53缺失并未加速FAP猪模型中早期腺瘤性息肉的恶性进展，但显著重塑了息肉微环境，具体表现为上皮增殖减少、IBA1⁺巨噬细胞/单核细胞浸润降低，以及巨噬细胞相关趋化因子和补体基因（CCL2、ITGAM、FCGR3A、C1QB、C1QC）表达下调。这些发现提示p53在早期腺瘤中通过调节C1q相关的巨噬细胞重塑参与肿瘤微环境的免疫调控，其缺失可能为后期腺瘤向癌的转变奠定基础。论文发表在《Frontiers in Immunology》。

## 主要关键技术方法

研究人员使用来源于慕尼黑工业大学（TUM）动物研究中心的FAP猪模型样本队列，包括APC^1311/+（n=16）、APC^1311/+/TP53^+/-（n=10）和APC^1311/+/TP53^-/-（n=10）三种基因型。采用结肠镜评估3个月和9个月龄息肉的负荷与大小；组织学上使用高碘酸-希夫/阿利新蓝（PAS-AB）染色分析黏膜杯状细胞和黏蛋白含量；免疫组织化学（IHC）检测Ki67（增殖标记）和IBA1（巨噬细胞/单核细胞标记）的表达；实时定量PCR（qPCR）检测CCL2、FCGR3A、ITGAM、C1QA、C1QB、C1QC等巨噬细胞和补体相关基因的mRNA表达。

## 研究结果

### 3.1 p53缺失不加速APC^1311/+突变猪息肉的恶性进展

通过结肠镜观察3个月和9个月龄三种基因型猪的息肉发展，发现各组息肉数量和大小无统计学差异。尽管APC^1311/+/TP53^-/-猪在9个月时息肉数量略高，但未达显著性。结论：TP53缺失不加速早期腺瘤性息肉的形态或恶性进展。

### 3.2 p53缺失改变息肉上皮增殖和巨噬细胞/单核细胞系细胞浸润

PAS-AB染色显示三组息肉间黏液产生和上皮屏障无显著差异。Ki67定量分析表明，APC^1311/+/TP53^-/-猪息肉隐窝内Ki67⁺细胞显著少于APC^1311/+猪（P<0.05），而基质中无差异。IBA1免疫组化显示，APC^1311/+/TP53^-/-猪息肉基质中IBA1⁺巨噬细胞/单核细胞频率显著低于APC^1311/+（P<0.001）和APC^1311/+/TP53^+/-猪（P<0.05），而隐窝中无差异。结论：TP53缺失抑制早期息肉上皮增殖并减少基质巨噬细胞/单核细胞浸润。

### 3.3 p53缺失抑制巨噬细胞/单核细胞相关趋化与补体基因表达

qPCR分析显示，与APC^1311/+猪相比，APC^1311/+/TP53^-/-猪的正常黏膜和息肉中CCL2、FCGR3A和ITGAM的转录水平显著下调。补体成分中，C1QA表达无差异，而C1QB在正常黏膜（P<0.05）和息肉（P<0.001）中显著降低，C1QC仅在正常黏膜中降低（P<0.05）。结论：TP53缺失导致TME中巨噬细胞相关免疫应答受抑制。

## 讨论与结论

讨论指出，与经典CRC模型中p53主要在晚期发挥功能一致，本研究中p53失活未显著加速FAP猪息肉的恶性进展。但TP53缺失抑制了早期息肉上皮增殖，这一发现不同于p53缺失通常促进增殖的观点，可能归因于p53缺陷细胞对特定生存因子的高度依赖，微环境重塑干扰了关键生存信号。TP53缺失还显著减少了IBA1⁺巨噬细胞相关浸润，提示p53参与调控趋化因子驱动的招募和局部巨噬细胞生存。CCL2、ITGAM、FCGR3A的下调为巨噬细胞浸润受损提供了分子解释，而C1QB和C1QC的下调反映了先天免疫监视途径的抑制。这些结果表明，巨噬细胞相关重编程不仅是晚期事件，也是早期肿瘤进展中的现象。研究存在局限性：IBA1在猪中主要标记单核吞噬细胞系统，但可能与树突状细胞群体重叠，未来需更高分辨率方法（如scRNA-seq或空间转录组学）解析髓系异质性。

**结论翻译**：在早期FAP中，TP53缺失并不加速息肉进展，但深刻重塑了肿瘤微环境，抑制上皮细胞增殖并耗竭巨噬细胞浸润。这些结果表明，p53失活启动了免疫和基质重塑，这可能在机制上解释了FAP猪中p53缺失不足以加速CRC起始的原因。