巨噬细胞中NOD1/2信号驱动癌症适应性免疫抵抗

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：NOD1/2 signaling in macrophages drives adaptive immune resistance in cancer

　　

治疗抵抗仍然是人类恶性肿瘤中普遍且棘手的临床挑战。尽管进行了广泛研究，但肿瘤微环境（TME）介导这种抵抗的复杂分子网络尚未完全了解。在这项研究中，研究人员鉴定了核苷酸结合寡聚化结构域蛋白1和2（NOD1/2）作为多种抗肿瘤疗法（包括免疫检查点阻断（ICB）、过继T细胞疗法和细胞毒性化疗）适应性抵抗的关键调节因子。在小鼠肿瘤模型中，遗传性敲除NOD1/2或受体相互作用蛋白激酶2（RIPK2），以及药理学抑制RIPK2，通过减少免疫抑制性巨噬细胞并增强CD8⁺ T细胞浸润和细胞毒性来重塑TME。机制上，巨噬细胞中NOD1/2激活通过RIPK2/NF-κB信号轴上调程序性死亡配体1（PD-L1）表达，建立了损害CD8⁺ T细胞介导的抗肿瘤免疫的免疫抑制性TME。值得注意的是，在临床相关的免疫治疗抵抗背景下，在患者来源的外周血单个核细胞（PBMC）中靶向抑制NOD1/2信号，恢复了并增强了患者来源肿瘤类器官对ICB的响应性。生物信息学分析进一步表明，治疗后肿瘤相关巨噬细胞中NOD1/2相关基因特征显著富集。研究人员的发现将NOD1/2定义为一种协调治疗诱导适应性抵抗的新型先天免疫检查点，并强调该通路作为克服难治性癌症治疗抵抗的有前景靶点。

**论文解读：NOD1/2信号在巨噬细胞中驱动癌症适应性免疫抵抗**

**研究背景与问题**

癌症治疗抵抗，特别是治疗诱导适应性抵抗（TAR），是导致多种恶性肿瘤疗效不佳的核心障碍。尽管肿瘤微环境（TME）在TAR中扮演关键角色，但驱动这一过程的分子机制仍不明确。核苷酸结合寡聚化结构域蛋白1和2（NOD1/2）是先天免疫模式识别受体，已知在抗感染和炎症中发挥双重作用，但其在癌症治疗适应}性抵抗中的具体功能尚未被阐明。本研究旨在揭示NOD1/2信号在TAR中的作用，为开发克服治疗抵抗的新策略提供理论基础。

**研究内容与结论**

研究人员通过多种小鼠肿瘤模型（MC38结肠癌、B16F10黑色素瘤）、遗传学敲除（Nod1/2^-/-、Ripk2^-/-）、药理学抑制（RIPK2抑制剂GSK583）、单细胞RNA测序（scRNA-seq）、体外巨噬细胞与CD8⁺ T细胞共培养、ChIP-qPCR、双荧光素酶报告基因实验以及患者来源肿瘤类器官（PDO）模型，系统研究了NOD1/2信号在多模式治疗（免疫检查点阻断（ICB）、过继T细胞疗法（ACT）、化疗）中的功能。结论表明，巨噬细胞中NOD1/2激活通过RIPK2/NF-κB轴上调PD-L1表达，建立免疫抑制性TME，损害CD8⁺ T细胞浸润和活化，从而驱动TAR。NOD1/2被视为一种新型先天免疫检查点，其抑制可显著增强多种抗癌疗法的疗效。该研究发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》。

**主要关键技术方法**

1. **基因敲除小鼠模型**：使用Nod1/2^-/-、Ripk2^-/-及Pmel-1转基因小鼠（C57BL/6J背景），通过皮下肿瘤接种建立MC38和B16F10模型。
2. **单细胞RNA测序（scRNA-seq）**：对治疗后肿瘤浸润CD45⁺免疫细胞进行10x Genomics平台测序，分析免疫细胞亚群动态变化。
3. **体外共培养系统**：建立骨髓来源巨噬细胞（BMDM）与CD8⁺ T细胞共培养体系，评估NOD1/2激活对T细胞增殖和活化的影响。
4. **染色质免疫沉淀-定量PCR（ChIP-qPCR）**：验证NF-κB（p65）直接结合Cd274（PD-L1）启动子区域。
5. **患者来源样本分析**：使用TCGA结肠癌数据集（MSS vs MSI）、GEO公共数据库（GSE236581、GSE125449、GSE266919）以及北京大学肿瘤医院MSS-CRC患者PBMC和肿瘤类器官。

**研究结果**

**1. NOD1/2通路抑制与多模式癌症治疗协同作用**
通过MC38和B16F10模型，研究人员发现Nod1/2^-/-小鼠对αPD-L1/αPD-1治疗的反应显著优于野生型（WT），且共居实验排除微生物组差异的影响。RIPK2抑制剂GSK583与αPD-L1、αPD-1、ACT（Pmel-1 CD8⁺ T细胞）、化疗（吉西他滨、紫杉醇、多西他赛）联合使用均显著增强抗肿瘤效果，表明NOD1/2信号是多种疗法TAR的共同通路。

**2. NOD1/2信号在多模式治疗干预中协调免疫抑制重编程**
scRNA-seq和流式细胞术显示，αPD-L1治疗后，Nod1/2^-/-肿瘤中CD8⁺ T细胞浸润和效应功能（IFNγ⁺、TNFα⁺）显著增加，而巨噬细胞比例下降。GSK583联合治疗同样重现这一表型，且体外细胞毒性实验排除直接细胞毒作用，证实免疫调节机制。

**3. NOD1/2激活驱动巨噬细胞依赖性CD8⁺ T细胞抑制**
BMDM-CD8⁺ T细胞共培养实验表明，NOD1/2激动剂（C12-iE-DAP和MDP）处理WT-BMDM后，CD8⁺ T细胞增殖和IFNγ⁺比例显著降低，而Nod1/2^-/--BMDM或GSK583处理可逆转这一抑制，证明巨噬细胞内在NOD1/2信号是T细胞抑制的关键。

**4. NOD1/2激活通过上调PD-L1表达诱导巨噬细胞免疫抑制功能**
RNA测序和qPCR显示，NOD1/2激活显著上调BMDM、THP-1细胞及人PBMC中CD274（PD-L1）mRNA和蛋白水平。Nod1/2^-/--BMDM中PD-L1上调完全消失。功能上，PD-L1阻断抗体可恢复被NOD1/2激活的巨噬细胞抑制的CD8⁺ T细胞增殖。

**5. NOD1/2通过RIPK2–NF-κB通路调节PD-L1表达**
使用抑制剂（ML130、GSK717、GSK583、QNZ）和Ripk2^-/--BMDM，证实NOD1/2激活通过RIPK2依赖的NF-κB信号通路调控PD-L1。ChIP-qPCR和双荧光素酶报告基因实验表明，NF-κB（p65）直接结合Cd274启动子并增强其转录活性。

**6. 抑制患者PBMC中NOD1/2信号增强MSS-CRC类器官对ICB的响应性**
TCGA分析显示，MSS-CRC肿瘤中NOD1/2表达高于MSI-H肿瘤，且与CD274正相关。GSK583无细胞毒性但可增加MSS-CRC患者PBMC中CD8⁺ T细胞增殖。在自体PBMC-类器官-肿瘤反应性T细胞共培养体系中，αPD-L1联合GSK583有效逆转免疫抑制，恢复T细胞对类器官的杀伤活性。

**7. NOD1/2信号在癌症患者治疗干预后被激活**
分析多个公共数据集（结直肠癌、肝癌、三阴性乳腺癌）发现，ICB、化疗或联合治疗后，肿瘤相关巨噬细胞（TAM）中NOD1/2信号显著激活（如GSE236581中NES=1.76, P=0.0174），表明该通路在临床治疗中动态上调。

**总结讨论与结论**

讨论部分指出，NOD1/2信号在TAM中通过RIPK2/NF-κB-PD-L1轴驱动TAR，其功能冗余性（双敲除才有效）提示需同时靶向两个受体。NOD1/2抑制可重塑TME（增加CD8⁺ T细胞、B细胞，减少iCAF），但巨噬细胞特异性作用需进一步通过条件性敲除验证。研究局限性包括未使用巨噬细胞特异性敲除模型、类器官研究仅限MSS-CRC、B细胞功能未明以及上游DAMP（损伤相关分子模式）未鉴定。

研究结论：遗传性缺失或药理学抑制NOD1/2信号使肿瘤对多种治疗方式（ICB、ACT、化疗）敏感，导致部分或完全肿瘤消退。机制上，巨噬细胞中NOD1/2信号通过RIPK2–NF-κB轴上调PD-L1表达，促进免疫抑制性TME，损害效应CD8⁺ T细胞活化和浸润。这些发现将NOD1/2定位为调控适应性免疫抵抗的核心检查点，并强调结合NOD1/2抑制与现有抗癌方案来克服多种恶性肿瘤治疗抵抗的潜力。