鹅去氧胆酸通过TGR5依赖的1型树突状细胞交叉呈递抑制肿瘤生长

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Chenodeoxycholic acid restrains tumor growth via TGR5-dependent type 1 dendritic cells cross-priming

　　

传统的1型树突状细胞（cDC1s）在启动CD8⁺ T细胞介导的抗肿瘤免疫中发挥关键作用，其肿瘤内丰度与免疫治疗疗效密切相关。这里，研究人员证明口服给药的鹅去氧胆酸（CDCA），一种临床上批准的代谢调节剂，以代谢物牛磺鹅去氧胆酸（TCDCA）的形式积聚在荷瘤小鼠的肿瘤间质液（TIF）中，从而通过肠道菌群非依赖的机制增强cDC1s和CD8⁺ T细胞的抗肿瘤功能。机制研究表明，CDCA通过TGR5信号介导这种免疫调节效应，该信号增强cDC1功能，随后促进肿瘤特异性CD8⁺ T细胞的增殖和活化。对人肿瘤标本的临床相关性分析显示，Takeda G蛋白偶联受体5（TGR5）表达与HLA-A/B/C/E/F/H水平呈正相关，且TGR5表达升高显著预示患者总生存期改善。此外，CDCA与抗PD-1免疫治疗和poly I:C佐剂联合使用时表现出协同抗肿瘤效应，导致肿瘤生长显著抑制并增强抗肿瘤免疫反应。总体而言，研究人员的研究阐明了一种新的免疫调节机制，通过该机制CDCA调节肿瘤进展，凸显CDCA及其胆汁酸衍生物作为癌症免疫治疗有前景的治疗候选物，为通过重振cDC1-CD8⁺ T细胞轴克服冷肿瘤的耐药性提供了潜在策略。

**研究背景与问题**
肿瘤微环境（TME）中，传统1型树突状细胞（cDC1s）在启动CD8⁺ T细胞介导的抗肿瘤免疫中起关键作用，其肿瘤内丰度与免疫检查点抑制剂的疗效密切相关。然而，TME常通过分泌抑制性代谢物和细胞因子抑制cDC1的招募与成熟，削弱抗原呈递和T细胞启动，导致免疫治疗效果有限。鹅去氧胆酸（CDCA）是一种临床批准的代谢调节剂，传统用于治疗胆固醇胆结石，但它在肿瘤免疫微环境中的系统性影响尚不清楚。本研究旨在探索CDCA是否通过调节cDC1功能来增强抗肿瘤免疫，并揭示其分子机制。

**研究内容与结论**
研究人员通过口服CDCA处理多种小鼠肿瘤模型（B16-OVA、MC38等），发现CDCA显著抑制免疫原性肿瘤（如B16-OVA、MC38）的生长，并延长荷瘤小鼠生存期，但对免疫原性低的肿瘤（如4T1、LLC）无效。通过抗体耗竭实验和基因敲除小鼠（Batf3^-/-、TGR5^-/-）证明，CDCA的抗肿瘤作用依赖于cDC1和CD8⁺ T细胞，且不依赖肠道菌群。代谢组学和药代动力学（CDCA-d4示踪）显示，CDCA在肝内转化为牛磺鹅去氧胆酸（TCDCA），并选择性富集于肿瘤间质液（TIF）。机制研究表明，TCDCA通过激活cDC1上的TGR5受体（G蛋白偶联受体5），经cAMP-PKA-CREB/NF-κB信号通路上调MHC I分子（H-2Kb）表达，增强cDC1的抗原摄取和交叉呈递能力，进而促进肿瘤特异性CD8⁺ T细胞增殖和活化。临床相关性分析（TCGA数据库）显示，TGR5表达与HLA-A/B/C/E/F/H水平正相关，且高TGR5表达预示皮肤黑色素瘤（SKCM）患者总生存期改善。此外，CDCA与抗PD-1抗体或poly I:C（TLR3激动剂）联合治疗显著增强肿瘤抑制效果，并增加肿瘤内cDC1和CD8⁺ T细胞浸润。该研究发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》。

**关键技术方法**
研究人员采用多种小鼠肿瘤模型（B16-OVA、MC38、B16-F10、4T1、LLC）进行体内实验，通过流式细胞术和单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析免疫细胞浸润及转录组变化；利用16S rRNA测序结合抗生素清除实验排除肠道菌群干扰；通过靶向代谢组学（LC-MS/MS）和稳定同位素（CDCA-d4）示踪鉴定TIF中的活性代谢物TCDCA；使用基因敲除小鼠（Batf3^-/-、TGR5^-/-）和抗体阻断（抗CD8、抗CD11c、抗MHC I）验证关键细胞和分子；通过体外cDC1培养、Western blot、ELISA、CETSA等结合信号通路抑制剂探究TGR5下游信号；并利用TCGA数据库进行临床相关性分析。

**研究结果**
**CDCA介导的肿瘤生长抑制由免疫反应驱动**：通过不同免疫原性肿瘤模型（B16-OVA、MC38、B16-F10、4T1、LLC）和裸鼠实验，证明CDCA仅抑制高免疫原性肿瘤生长，且依赖于CD8⁺ T细胞，而非CD4⁺ T细胞。
**CDCA重塑小鼠肿瘤免疫微环境**：流式细胞术显示CDCA处理增加肿瘤内cDC1（CD103⁺CD11b^- DC）和CD8⁺ T细胞比例，并上调CD8⁺ T细胞中IFN-γ、GzmB、TNFα等效应分子，以及cDC1上共刺激分子CD40和MHC I（H-2Kb）表达。
**单细胞RNA测序揭示CDCA修饰肿瘤浸润免疫细胞亚群**：scRNA-seq分析表明CDCA促进cDC1（经典cDC1）和增殖性CD8⁺ T细胞扩增，上调cDC1中抗原呈递相关基因（H2-K1、CXCL9、XCR1）和T细胞活化基因（Cd69、GzmB）表达。
**CDCA独立于肠道菌群调节肿瘤**：16S rRNA测序和抗生素清除实验证实，CDCA虽改变微生物组成（增加Akkermansia），但完全清除菌群后仍抑制肿瘤生长并增强CD8⁺ T细胞浸润。
**TCDCA富集于肿瘤间质液并直接抑制肿瘤生长**：代谢组学和CDCA-d4示踪显示，口服CDCA后，其肝内代谢物TCDCA在TIF中持续积累（1-24小时），而血浆中水平低；直接口服TCDCA同样抑制B16-OVA和MC38肿瘤生长。
**CDCA通过cDC的抗原特异性免疫抑制肿瘤生长**：体外实验显示TCDCA增强cDC1的抗原摄取和MHC I-肽复合物呈递；体内用抗MHC I（H-2Kb）或抗MHC I-SIINFEKL抗体阻断后，CDCA的肿瘤抑制效果消失。
**TCDCA以TGR5依赖性方式促进MHC I表达**：RNA-seq和Western blot揭示TCDCA通过TGR5激活cAMP-PKA-CREB/NF-κB通路上调cDC1中MHC I蛋白水平；TGR5抑制剂（SBI-115）或下游信号抑制剂（MDL12330A、H89、QNZ、666-15）取消该效应；TCGA分析显示TGR5与MHC I分子（HLA-A/B/C/E/F/H）正相关，且高TGR5表达与黑色素瘤患者更好生存相关。
**CDCA在肿瘤治疗中显示出有前景的临床前潜力**：TCDCA预处理的cDC1疫苗（负载OVA）显著抑制B16-OVA肿瘤生长；CDCA与anti-PD-1或poly I:C联合治疗显著增强肿瘤抑制和cDC1/CD8⁺ T细胞浸润。

**讨论与结论**
讨论部分总结了胆汁酸（如DCA、UDCA）在肿瘤免疫中的复杂作用，指出本研究首次发现生理浓度（<100 μM）的TCDCA通过TGR5信号增强cDC1的MHC I表达，从而促进CD8⁺ T细胞活化，与高浓度（250-500 μM）下促凋亡效应不同。研究还强调了CDCA在联合免疫治疗中的潜力，且其安全性已在临床中验证。研究结论（翻译）：总体而言，本研究阐明了一种新的免疫调节机制，通过该机制CDCA调节肿瘤进展，凸显CDCA及其胆汁酸衍生物作为癌症免疫治疗有前景的治疗候选物，为通过重振cDC1-CD8⁺ T细胞轴克服冷肿瘤的耐药性提供了潜在策略。