活化T細(xì)胞通過巨噬細(xì)胞再教育打破腫瘤免疫抑制

   在這項(xiàng)研究中，作者觀察到，在人類和小鼠黑色素瘤中，T細(xì)胞活化通過TNFα信號傳導(dǎo)減弱了腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）中造血前列腺素-D2合酶（HPGDS）的轉(zhuǎn)錄。從機(jī)制上講，HPGDS通過DP1和DP2激活在TAM中安裝前列腺素D2（PGD2）自分泌環(huán)，維持其原癌表型，并通過PGD2-DP1軸促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的旁分泌抑制。遺傳或藥理學(xué)HPGDS靶向誘導(dǎo)TAMs的抗腫瘤特征，并有利于CD8+T細(xì)胞的募集、激活和細(xì)胞毒性，從而使腫瘤對αPD1敏感。相反，TAMs中HPGDS的過表達(dá)或系統(tǒng)性TNFα阻斷維持了腫瘤前環(huán)境和αPD1耐藥性，阻止T細(xì)胞下調(diào)HPGDS。一致地，對αPD1耐藥的患者和小鼠未能抑制TAM中的HPGDS，這進(jìn)一步證明繞過HPGDS對于有效治療αPD1是必要的?？偟膩碚f，作者揭示了一種T細(xì)胞活化控制先天免疫系統(tǒng)的機(jī)制，作者建議靶向HPGDS/PGD2以克服免疫療法耐藥性。該研究于2025年7月發(fā)表在《Cancer Discovery》，IF 33.3分。

技術(shù)路線：

主要研究結(jié)果：

1 HPGDS在黑色素瘤中由TAM亞群表達(dá)

   為鑒定在ICB治療中由腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAMs）表達(dá)并具有臨床相關(guān)性的花生四烯酸代謝基因，作者分析了一個自建的黑色素瘤患者單細(xì)胞 RNA 測序（scRNA-seq）數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集包括對免疫檢查點(diǎn)阻斷（ICB）治療有應(yīng)答的患者 [responders (R)] 和無應(yīng)答的患者 [nonresponders (NR)]，采樣時間點(diǎn)為治療前和治療后 [on-treatment (OT)]（23 例患者接受了 αPD1 治療，其中 6 例同時接受了 αCTLA4 治療；bioRxiv 2023.12.14.571631）。在所有 TAM 的基因表達(dá)分析中，作者發(fā)現(xiàn)45個花生四烯酸代謝相關(guān)基因中，HPGDS 是僅有的在無應(yīng)答患者 ICB 治療 2–3 周后顯著上調(diào)的基因（圖 1A）。

   在同一數(shù)據(jù)集的所有免疫細(xì)胞簇中，HPGDS 的表達(dá)僅限于一個小的肥大細(xì)胞簇和部分巨噬細(xì)胞亞群（圖 1B）。對兩個公開的黑色素瘤患者 scRNA-seq 數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析后也得出了相同結(jié)論，即 HPGDS 表達(dá)限制在 TAM 中（圖 1C 和 D；refs. 22, 23）。在作者自建的數(shù)據(jù)集中，HPGDS 特異性表達(dá)于一個以高水平表達(dá) LYVE1、MRC1、NRP1 和 CD163 為特征的巨噬細(xì)胞簇中，而在其他巨噬細(xì)胞亞群（如PLA2G2D_macrophages、SPP1_macrophages、CXCL9_macrophages 和 CCL3_macrophages）以及單核細(xì)胞中幾乎不表達(dá)或完全不表達(dá)（圖 1E）。這一表達(dá)模式在所有患者中保持一致（附圖 S1A）。進(jìn)一步比較所有 TAM 的基因表達(dá)模式發(fā)現(xiàn)，高表達(dá) HPGDS 的巨噬細(xì)胞富集促腫瘤特征基因（如 LYVE1、MRC1、VSIG4、C1QB 和 MS4A4A；圖 1F；ref. 24）。在 TCGA 黑色素瘤（皮膚切除黑色素瘤）數(shù)據(jù)集中（包含 473 名患者），作者同樣驗(yàn)證HPGDS與促腫瘤巨噬細(xì)胞特征基因之間的相關(guān)性（附圖 S1B）。

   在蛋白水平上，作者對14例患者的樣本（包括原發(fā)性黑色素瘤、播散性黑色素瘤以及轉(zhuǎn)移性黑色素瘤：轉(zhuǎn)移中轉(zhuǎn)灶、皮膚轉(zhuǎn)移和淋巴結(jié)或肝轉(zhuǎn)移）進(jìn)行了免疫組化（IHC）驗(yàn)證，結(jié)果顯示大約20%的CD163+ 促腫瘤TAMs與HPGDS 共定位（圖 1G 和 H；附圖 S1C；附表 S1）。值得注意的是，在ICB應(yīng)答患者（R/OT）中，HPGDS 在RNA和蛋白水平均被完全下調(diào)（同時伴隨 CD8+ T 細(xì)胞擴(kuò)增增強(qiáng)；ref. 25）（圖 1I 和 J）；而在ICB無應(yīng)答患者（NR/OT）中，HPGDS 表達(dá)仍然保持高水平（圖 1I 和 J）。在 LYVE1_macrophages 中的177個差異表達(dá)基因（DEG）中，只有 HPGDS 和另一個基因在 αPD1 治療后顯著下調(diào)（附圖 S1D）。在 αPD1 治療后，其他巨噬細(xì)胞亞群中的 HPGDS 表達(dá)始終處于低水平或不可檢測（附圖 S1E）。在配對樣本分析中（同一患者治療前 vs. 治療后），應(yīng)答患者的 HPGDS 表達(dá)在 ICB 治療后出現(xiàn)下降，盡管樣本量較?。∟ = 9），但差異幾乎達(dá)到顯著性（P = 0.059；附圖 S1F）。

   為進(jìn)一步驗(yàn)證這一觀察結(jié)果，作者又分析了一個獨(dú)立的患者隊(duì)列（46 例黑色素瘤患者，均接受 αPD1 治療，其中 11 例同時接受 αCTLA4 治療；ref. 23）。結(jié)果同樣顯示，在應(yīng)答患者中，巨噬細(xì)胞的 HPGDS 在 ICB 治療后被下調(diào)（附圖 S1G）。

   綜上，這些結(jié)果提示：HPGDS 可作為一個標(biāo)志物，用于識別潛在的免疫抑制性巨噬細(xì)胞亞群，而其下調(diào)則是 αPD1 治療有效的信號。

圖1：在TAM子集中鑒定HPGDS

2 TAMs中的HPGDS促進(jìn)免疫耐受和腫瘤前TME

   對YUMM1.7小鼠黑色素瘤（攜帶臨床相關(guān)突變Braf^V600E/+; Pten^?/?; Cdkn2^?/?；ref. 26）的公開scRNA-seq數(shù)據(jù)集分析顯示，與人類情況類似，Hpgds主要在Mrc1_TAMs簇和少量肥大細(xì)胞簇中表達(dá)（附圖 S2A）。在Ifn_TAMs（圖2A）或單核細(xì)胞中未檢測到Hpgds表達(dá)（圖2B）。

   為驗(yàn)證scRNA-seq數(shù)據(jù)，作者對YUMM 1.7黑色素瘤皮內(nèi)移植模型的腫瘤微環(huán)境（TME）中不同細(xì)胞類型進(jìn)行了分選。結(jié)果顯示，Hpgds幾乎僅在TAMs 中表達(dá)（附圖 S2B）。與一項(xiàng)新的研究一致（ref. 27），Hpgds也可在淋巴結(jié)的濾泡輔助性T細(xì)胞中檢測到，但其表達(dá)水平比 TAMs低約80倍（附圖 S2C）。蛋白質(zhì)水平驗(yàn)證表明，HPGDS 在 TAMs 中可檢測到，而在其他腫瘤成分（如 CD8+ T 細(xì)胞、CD4+ T 細(xì)胞和 CD31+ 細(xì)胞）或健康器官（肺、肝）的組織巨噬細(xì)胞中均未檢測到（附圖 S2D、S2E）。在 TAMs 中，Hpgds 是僅有的 PGD2 合成酶，而 Lpgds 則選擇性表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞（附圖 S2F）。

   支持“腫瘤來源的細(xì)胞因子誘導(dǎo)TAMs表達(dá) HPGDS”的假說，作者觀察到其表達(dá)在腫瘤條件培養(yǎng)基（TCM）中培養(yǎng)的骨髓來源巨噬細(xì)胞（BMDM）中顯著上調(diào)（附圖 S2G），在 IL-4、IL-6 或 IL-10 等促腫瘤細(xì)胞因子刺激下同樣明顯上調(diào)（圖 2C）。然而，當(dāng)去除促腫瘤細(xì)胞因子（如 IL-4）并加入促炎刺激（如 TNFα、LPS 或 LPS+IFNγ）后，Hpgds 表達(dá)被下調(diào)（圖 2C）；IFNγ 單獨(dú)作用則無明顯影響（圖 2C）。一致地，ELISA 檢測表明，IL-4 極化巨噬細(xì)胞培養(yǎng)上清液中 PGD2 濃度升高，而在給予 TNFα 24 小時后下降至對照水平（圖 2D）。在 IL-4 極化的 BMDMs 中，與活化 T 細(xì)胞或其條件培養(yǎng)基共培養(yǎng)同樣導(dǎo)致 Hpgds 下調(diào)，而中和 TNFα 則恢復(fù)其表達(dá)（圖 2E；附圖 S2H）；相比之下，中和 IFNγ 抗體無此作用（附圖 S2I）。

   接著，作者在體內(nèi)研究了 ICB 治療反應(yīng)性不同的黑色素瘤模型（ICB 抵抗性：YUMM 1.7；ICB 應(yīng)答性：YUMMER 1.7；ref. 28）中，T 細(xì)胞耗竭或 αPD1 治療對 TAMs 中 HPGDS 表達(dá)的調(diào)控作用（圖 2F 和 G；附圖 S2J–S2Q）。在抵抗性 YUMM 1.7 模型中，不論 CD8+ T 細(xì)胞耗竭還是 αPD1 治療，腫瘤生長（附圖 S2J–S2M）及 HPGDS+ 巨噬細(xì)胞數(shù)量均無變化（圖 2H 和 I）。相反，在應(yīng)答性 YUMMER 1.7 模型中，耗竭 CD8+ T 細(xì)胞（但不是 CD4+ T 細(xì)胞；附圖 S3A–S3C）導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展（附圖 S2N–S2Q）和 HPGDS+ 巨噬細(xì)胞積累（圖 2H 和 I），而 αPD1 治療則有效降低這兩項(xiàng)指標(biāo)（圖 2H 和 I；附圖 S2N、S2P）。無論是 αCD8 還是 αPD1，都未改變 TAM 總數(shù)（附圖 S3D）。在應(yīng)答性（但非抵抗性）模型中，αPD1 治療導(dǎo)致 HPGDS+ TAMs 減少，這一效應(yīng)依賴于 αPD1 對 CD8+ T 細(xì)胞的作用，因?yàn)樵?αCD8 和 αPD1 聯(lián)合處理時該效應(yīng)消失（附圖 S2N、S2Q）。與 Hpgds 與 Mrc1 共表達(dá)一致，HPGDS+ 巨噬細(xì)胞增加與 CD206+ TAMs 增加相關(guān)（圖 2J）。此外，在 HPGDS+ TAMs 更為豐富的條件下，腫瘤血管密度更高且更異常（血管周長、尺寸和覆蓋減少；圖 2H–M）；相反，當(dāng) HPGDS+ TAMs 較少時，腫瘤血管數(shù)量減少但呈“正?；睜顟B(tài)（圖 2H–M；附圖 S3E、S3F）。

   隨后，作者嘗試通過藥理學(xué)或遺傳學(xué)方法阻止 HPGDS 的下調(diào)。首先，在 ICB 應(yīng)答性 YUMMER 1.7 模型中聯(lián)合使用 TNFα 拮抗劑 Enbrel 與 αPD1。結(jié)果表明，阻斷 TNFα 使腫瘤對 αPD1 產(chǎn)生耐藥性（圖 2N；附圖 S3G–S3I）。與單用 αPD1 不同，聯(lián)合 Enbrel 的治療使 HPGDS+ TAMs 密度恢復(fù)到對照水平，而 TAM 總浸潤在各組間均無差異（圖 2O–Q）。

   基于此，作者進(jìn)一步比較了不同遺傳背景下免疫治療的效果：對照組（Ctrl）與在 CD68 巨噬細(xì)胞特異性啟動子驅(qū)動下持續(xù)過表達(dá) Hpgds 的轉(zhuǎn)基因小鼠（KI）（附圖 S4A、S4B）。在 Ctrl 小鼠中，αPD1 有效抑制 YUMMER 1.7 腫瘤生長（圖 3A、B；附圖 S4C、S4D），并伴隨 CD8+ T 細(xì)胞擴(kuò)增（圖 3C）和巨噬細(xì)胞中 Hpgds 的轉(zhuǎn)錄及蛋白水平降低（圖 3D–F）。然而，在 KI 小鼠中，持續(xù) Hpgds 表達(dá)導(dǎo)致明顯的免疫治療耐受（圖 3A、B；附圖 S4E、S4F），CD8+ T 細(xì)胞密度在 αPD1 治療后無變化，甚至低于 Ctrl 小鼠 IgG 對照組（圖 3C）。在 KI 小鼠的巨噬細(xì)胞中，HPGDS 水平升高且在 αPD1 治療后不下降（圖 3D–F），而 TAM 總數(shù)在各組間無差異（附圖 S4G）。組織學(xué)檢查顯示，在 Ctrl 小鼠中，αPD1 應(yīng)答與“更少但更優(yōu)質(zhì)”的血管相關(guān)（血管更大、覆蓋和灌注更佳；圖 3G–K）、腫瘤缺氧降低（圖 3L、M）以及肺轉(zhuǎn)移受抑制（圖 3N）；而在 KI 小鼠中，持續(xù)表達(dá) Hpgds 足以誘導(dǎo)血管異?；腿毖?，即使在 αPD1 治療下也如此（圖 3L、M）。

   這些數(shù)據(jù)提示，存在一個正反饋環(huán)路：活化 T 細(xì)胞釋放 TNFα，下調(diào)免疫抑制性巨噬細(xì)胞中的 HPGDS，使其喪失對 T 細(xì)胞活化的抑制，從而促進(jìn)免疫監(jiān)視和抗腫瘤性 TME 的形成；相反，HPGDS 持續(xù)表達(dá)則塑造促腫瘤性 TME 并維持 αPD1 抵抗（圖 3O）。

圖2：HPGDS在巨噬細(xì)胞中的表達(dá)由原腫瘤細(xì)胞因子維持，并被活化的T細(xì)胞下調(diào)

圖3：巨噬細(xì)胞中Hpgds過表達(dá)可促進(jìn)腫瘤進(jìn)展并賦予ICB耐藥性

3 TAMs中HPGDS的缺失塑造了TME的免疫監(jiān)測、血管正?；蛯γ庖咧委煹姆磻?yīng)

   作者構(gòu)建了Hpgds條件性敲除小鼠，通過將 Hpgds floxed 小鼠與 CD64:Cre 系統(tǒng)雜交（CD64:Cre^Tg/W; Hpgds^L/L，簡稱 Hpgds^ΔM?），實(shí)現(xiàn)巨噬細(xì)胞特異性刪除 Hpgds。作者在 YUMM 1.7 黑色素瘤皮內(nèi)移植模型中分選 TAMs 并驗(yàn)證了刪除效果（附圖 S4H），同時在 Hpgds^ΔM? 與對照小鼠（CD64:Cre^W/W; Hpgds^L/L，簡稱 Ctrl）的骨髓來源巨噬細(xì)胞（BMDMs）中也得到了驗(yàn)證（附圖 S4I）。利用質(zhì)譜檢測發(fā)現(xiàn)，在 Hpgds^ΔM? 小鼠的腫瘤間質(zhì)液中，PGD2 水平顯著下降，而 PGE2 未受影響（圖 4A；附圖 S4J）；腫瘤裂解液及 BMDMs 中也觀察到 PGD2 的類似下降（圖 4B；附圖 S4K）。

   在監(jiān)測YUMM 1.7 黑色素瘤的正位移植模型時，Hpgds^ΔM? 小鼠的腫瘤體積和重量分別比對照鼠降低約 80% 和 60%，其中 9 只小鼠中有 4 只表現(xiàn)出腫瘤完全排斥（圖 4C、D；附圖 S4L、S4M）。此外，循環(huán)腫瘤細(xì)胞和肺部轉(zhuǎn)移灶在 Hpgds^ΔM? 小鼠中顯著減少（圖 4E–G；附圖 S4N）。

   對TAMs的整體轉(zhuǎn)錄組無偏分析顯示，Hpgds 敲除后，其免疫抑制和血管生成特征均減弱（附圖 S4O）。作者通過 qRT-PCR 對部分差異基因進(jìn)行了獨(dú)立驗(yàn)證，如 Cxcl9、Cxcl10、Cxcl11、Cd80、Fgf2 和 Hgf（附圖 S4P–S4U）。流式細(xì)胞術(shù)和組織學(xué)分析進(jìn)一步確認(rèn)：Hpgds^ΔM? 小鼠腫瘤中的 CD206+、CD204+ 和 MHC-II^low 巨噬細(xì)胞減少，而 CD11c、CD80、CD86 和 MHC-II 高表達(dá)巨噬細(xì)胞增加（圖 4H–J），但 TAM 總數(shù)未見變化（附圖 S5A、S5B）。此外，CD8+ T 細(xì)胞浸潤增加，并伴隨更高的激活/效應(yīng)標(biāo)志物（CD69、IFNγ、GZMB）（圖 4K、L）；相比之下，常規(guī)樹突狀細(xì)胞（cDC）、中性粒細(xì)胞和 CD4+ T 細(xì)胞未受影響（附圖 S5C–S5G）。在血管結(jié)構(gòu)方面，Hpgds^ΔM? 小鼠腫瘤的血管數(shù)量減少，但更大，且伴隨周細(xì)胞覆蓋和灌注改善（圖 4M–U）。

   為明確CD8+ T 細(xì)胞在腫瘤抑制及轉(zhuǎn)移阻止中的作用，作者給予Hpgds^ΔM? 小鼠 CD8 耗竭抗體（附圖 S5H）。結(jié)果顯示，CD8 耗竭使 Hpgds^ΔM? 小鼠的腫瘤生長恢復(fù)至對照水平（圖 4V、W；附圖 S5I–S5L）。然而，CD8 耗竭并未影響 CD80+ TAMs 的比例、血管正?；蚍尾哭D(zhuǎn)移抑制（圖 4X、Y；附圖 S5M–S5O）。因此，CD8+ T 細(xì)胞是 Hpgds^ΔM? 小鼠中腫瘤生長抑制所必需的，而血管正?；娃D(zhuǎn)移抑制則歸因于巨噬細(xì)胞的重編程。最后，作者在 Ctrl 和 Hpgds^ΔM? 小鼠中皮內(nèi)接種 YUMM 1.7 黑色素瘤細(xì)胞，并在腫瘤平均體積達(dá)到 150 mm3 時給予αPD1治療（圖 5A、B）。結(jié)果顯示，Ctrl小鼠對αPD1治療耐藥，而 Hpgds刪除可使腫瘤對 αPD1 敏感并防止復(fù)發(fā)（圖 5A、B；附圖 S5P–S5S）。

   為進(jìn)一步驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)，作者利用可誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞特異性 CRISPR/Cas9 系統(tǒng)改造供體小鼠造血祖細(xì)胞，建立了完全重建的 WT→WT 與 Hpgds 敲除→WT 嵌合體（附圖 S6A、S6B）。在這些小鼠中皮內(nèi)接種 YUMM 1.7 黑色素瘤細(xì)胞，結(jié)果確認(rèn)了 TAMs 中 Hpgds 的蛋白水平敲除（組織學(xué)與 WB，附圖 S6C、S6D）。Hpgds 敲除顯著抑制了腫瘤的生長（附圖 S6E–S6G）和重量（附圖 S6H、S6I），并導(dǎo)致 TAMs 從促腫瘤向抗腫瘤表型轉(zhuǎn)變（附圖 S6K–S6N），同時 CD8+ T 細(xì)胞數(shù)量增加（附圖 S6O、S6P），這些細(xì)胞重新定位至腫瘤核心區(qū)域并表現(xiàn)出更高的 IFNγ 和 GZMB 表達(dá)（附圖 S6Q–S6S）。綜上，這些結(jié)果表明：在 TAMs 中抑制 HPGDS 能夠重塑TME，從而阻止腫瘤生長和轉(zhuǎn)移，并使腫瘤對αPD1 敏感。

圖4：TAMs中的Hpgds缺失重塑TME并抑制腫瘤生長

圖5：Hpgds缺失與ICB的協(xié)同作用以及PGD2信號傳導(dǎo)對TAM再教育和 CD8+ T細(xì)胞生物學(xué)的貢獻(xiàn)

4 HPGDS/PGD2信號抑制的直接和間接作用

   PGD2的下游效應(yīng)通過激活兩種G蛋白偶聯(lián)受體來介導(dǎo)，分別是 DP1（由 PTGDR1 編碼）和DP2（由 PTGDR2 編碼）。在YUMM 1.7 黑色素瘤腫瘤中對這些受體的表達(dá)分析顯示，在檢測的細(xì)胞類型中，Ptgdr1 和 Ptgdr2 在 CD8+ T 細(xì)胞、CD4+ T 細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞中的表達(dá)較高，而在內(nèi)皮細(xì)胞（ECs）和腫瘤細(xì)胞中則低或不可檢測（附圖 S7A、S7B）。因此，作者重點(diǎn)分析了 PGD2 對 CD8+ T 細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的作用，而未進(jìn)一步研究 CD4+ T 細(xì)胞和中性粒細(xì)胞，因?yàn)樵?Hpgds^ΔM? 小鼠中它們未表現(xiàn)出變化。

   已有研究表明，PGD2 拮抗劑可賦予巨噬細(xì)胞促炎表型（ref. 36）?；谧髡咴?TAMs 中的發(fā)現(xiàn)，以及在 Hpgds^ΔM? 小鼠中 CD8+ T 細(xì)胞耗竭后腫瘤血管仍然保持正?；默F(xiàn)象，作者推測：由 HPGDS+ TAMs 分泌的 PGD2 可能通過影響巨噬細(xì)胞行為，間接導(dǎo)致血管異?；?。一致地，在體外實(shí)驗(yàn)中，IL-4 極化的 Hpgds^ΔM? BMDMs 表現(xiàn)出更低的抗炎/促血管因子水平和更高的促炎/血管穩(wěn)定因子水平（附圖 S7C）。通過 qRT-PCR 進(jìn)一步驗(yàn)證，PGD2 補(bǔ)充可下調(diào) BMDMs 中 Cxcl10 表達(dá)并上調(diào) Mrc1/CD206（圖 5C、D），但對 Hpgds 自身的表達(dá)無顯著影響（附圖 S7D）。在功能檢測中，CD8+ T 細(xì)胞更傾向遷移至 Hpgds^ΔM? BMDMs，而 PGD2 預(yù)處理的巨噬細(xì)胞則削弱了這一效應(yīng)（圖 5E）。

   為研究Hpgds^ΔM? BMDMs 在血管正?；械墓δ芤饬x，作者在 I 型膠原凝膠中開展了3D血管芽生實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，與內(nèi)皮細(xì)胞共培養(yǎng)時，Hpgds^ΔM? BMDMs 可顯著減少血管芽的數(shù)量和長度（圖 5F；附圖 S7E）。此外，BMDMs 條件培養(yǎng)基對 ECs 遷移的調(diào)控作用也減弱，表明其呈現(xiàn)更強(qiáng)的抗血管生成表型；添加 FGF2 或 HGF 能部分恢復(fù) ECs 的遷移能力（附圖 S7F）。類似地，當(dāng)將 HUVECs 預(yù)處理于含有 CXCR3 抑制劑的 BMDM 條件培養(yǎng)基中，再給予 VEGF 刺激時，也能恢復(fù) ECs 的遷移（圖 5G；附圖 S7G）。這些結(jié)果提示，Hpgds 缺失的巨噬細(xì)胞通過負(fù)向/正向調(diào)控關(guān)鍵因子，從而影響內(nèi)皮細(xì)胞行為。此外，YUMM 1.7 黑色素瘤細(xì)胞向 Hpgds^ΔM? BMDMs 的遷移也受損（圖 5H）。值得注意的是，PGD2 對 ECs 球體或 YUMM 1.7 黑色素瘤細(xì)胞本身的芽生或遷移無直接影響（附圖 S7H–S7K）。這些數(shù)據(jù)提示，HPGDS 介導(dǎo)的 PGD2 主要通過自分泌方式調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化，但不能排除 PGD2 對 CD8+ T 細(xì)胞的直接作用。

   為探究 PGD2對CD8+ T 細(xì)胞的直接效應(yīng)，作者在預(yù)活化的 CD8+ T 細(xì)胞培養(yǎng)基中補(bǔ)充 PGD2 并用 PMA/離子霉素再刺激。結(jié)果顯示：TNFα、IFNγ 和 GZMB 的分泌減少（圖 5I–K），同時 CD69 和 PD1 的表達(dá)水平下降（圖 5L、M）。在功能上，OVA 特異性的OT-I T 細(xì)胞在 PGD2 處理后，其增殖能力和對表達(dá) OVA 的 YUMM 1.7 細(xì)胞的殺傷作用均受損（圖 5N；附圖 S7L、S7M）。與此一致，PGD2 可顯著抑制活化 T 細(xì)胞的 CXCL10 誘導(dǎo)遷移（圖 5O）。因此，PGD2 既可通過直接作用于 CD8+ T 細(xì)胞，又可通過巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的間接機(jī)制發(fā)揮免疫抑制效應(yīng)。

   考慮到PGD2通過DP1和DP2 發(fā)揮作用，作者進(jìn)一步在體內(nèi)評估這兩種受體在 TAM 重編程中的作用。利用 CRISPR/Cas9 技術(shù)，作者在巨噬細(xì)胞中分別敲低 Ptgdr1 或 Ptgdr2（附圖 S8A），并通過 BMDMs 驗(yàn)證了轉(zhuǎn)錄水平的敲降效果（附圖 S8B）。在免疫重建小鼠體內(nèi)接種 YUMM 1.7 黑色素瘤細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，無論靶向 Ptgdr1 還是 Ptgdr2，都可顯著降低腫瘤生長和重量（圖 5P、Q）。兩者聯(lián)合靶向并未產(chǎn)生疊加效應(yīng)（圖 5P、Q；附圖 S8C–S8F），提示單獨(dú)阻斷 DP1 或 DP2 就足以發(fā)揮治療作用，可能因這兩個受體間存在分子互作（ref. 37）。在這些腫瘤中，雖然 TAM 總數(shù)未變（附圖 S8G），但其 CD80 表達(dá)上調(diào)而 CD206 下調(diào)（圖 5R），同時腫瘤血管數(shù)量更少且被周細(xì)胞覆蓋更好（圖 5S、T）。然而，T 細(xì)胞在腫瘤核心的募集未受影響（附圖 S8H）。相應(yīng)地，在 Hpgds^ΔM? 小鼠中再次靶向 Ptgdr1 或 Ptgdr2 并未產(chǎn)生額外效應(yīng)（附圖 S8I–S8M）。綜上，這些結(jié)果表明：PGD2 對 HPGDS+ 巨噬細(xì)胞的自分泌作用依賴 DP1 和 DP2 的共同參與，從而維持其免疫抑制表型。

5 藥理學(xué)HPGDS抑制重塑TME并阻斷腫瘤生長

   為探索HPGDS的治療靶向潛能，作者測試了HPGDS 抑制劑 HQL-79，該抑制劑已在臨床前研究中被證實(shí)可降低腫瘤轉(zhuǎn)移（refs. 38, 39）。在 YUMM 1.7黑色素瘤小鼠模型中，單獨(dú)使用 HQL-79 并不能顯著影響腫瘤生長（圖 6A，左）。然而，當(dāng)與αPD1聯(lián)合使用時，HQL-79與αPD1 協(xié)同抑制腫瘤生長，部分小鼠甚至出現(xiàn)完全應(yīng)答（圖 6A，右）。在聯(lián)合治療組中，腫瘤重量降低（圖 6B）、CD8+ T 細(xì)胞數(shù)量和功能增強(qiáng)（圖 6C、D），而TAM總數(shù)未變（附圖 S9A）。

   作者還研究了DP1拮抗劑laropiprant與αPD1 的聯(lián)合應(yīng)用。類似地，laropiprant 單獨(dú)使用無明顯效果（圖 6E，左），但與 αPD1 聯(lián)合時顯著抑制腫瘤生長（圖 6E，右），并導(dǎo)致腫瘤重量下降（圖 6F）和 CD8+ T 細(xì)胞浸潤增加（附圖 S9B）。組織學(xué)分析進(jìn)一步表明，聯(lián)合治療組腫瘤中 HPGDS+ TAMs 顯著減少，而 CD8+ T 細(xì)胞和 CD80+ TAMs 增加（圖 6G–I），并且腫瘤血管減少但更大且被周細(xì)胞覆蓋（圖 6J、K；附圖 S9C）。

   為評估PGD2阻斷的臨床相關(guān)性，作者在人黑色素瘤類器官模型中測試了 laropiprant。結(jié)果顯示：在來自 ICB 無應(yīng)答患者的類器官培養(yǎng)物中，laropiprant 與αPD1聯(lián)合可增強(qiáng) CD8+ T 細(xì)胞的擴(kuò)增和活化（CD69 表達(dá)增加）（圖 6L、M），并促進(jìn) GZMB+ T 細(xì)胞的募集和浸潤（圖 6N、O）。相反，在來自 ICB 應(yīng)答患者的類器官中，laropiprant 并未進(jìn)一步增強(qiáng) αPD1 的作用（附圖 S9D–S9H）。

   綜上所述，這些結(jié)果表明：藥理學(xué)抑制 HPGDS/PGD2 信號通路可作為一種可行策略，增強(qiáng)αPD1的療效，尤其適用于免疫檢查點(diǎn)治療無應(yīng)答的黑色素瘤患者。

圖6：藥理學(xué)HPGDS抑制表型復(fù)制其基因缺失在TAM中的影響。

6 在臨床相關(guān)小鼠模型和人類環(huán)境中進(jìn)一步驗(yàn)證HPGDS的藥理學(xué)抑制作用

   為探究HPGDS+ TAMs 是否僅限于黑色素瘤，作者分析了一個整合的 scRNA-seq 數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集包含 11 種不同癌癥類型（共 221 例患者，24 種癌癥亞型）的 30 萬多個細(xì)胞（ref. 40）。結(jié)果顯示，HPGDS 在多種癌癥類型中的 TAMs 中均有表達(dá)，但在其他免疫細(xì)胞亞群中幾乎不表達(dá)（圖 7A；附圖 S10A）。具體而言，在肺癌、結(jié)直腸癌、腎癌、胃癌和肝癌中均可檢測到 HPGDS+ TAMs（圖 7B）。

   隨后，作者利用 The Cancer Genome Atlas (TCGA) 數(shù)據(jù)集分析了 HPGDS 的臨床相關(guān)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HPGDS 表達(dá)水平與多種癌癥類型的不良預(yù)后密切相關(guān)，包括黑色素瘤、肺癌、肝癌和胃癌（圖 7C）。一致地，在作者收集的人類黑色素瘤、肺癌、肝癌和胃癌組織的免疫組化（IHC）分析中，約 15%–25% 的 CD163+ TAMs 與 HPGDS 共定位（圖 7D；附圖 S10B）。進(jìn)一步分析表明，在這些癌癥類型中，HPGDS+ TAMs 的浸潤與 CD8+ T 細(xì)胞缺乏相關(guān)，并伴隨血管異?；兔庖咭种菩晕h(huán)境（圖 7E–G；附圖 S10C–S10F）。因此，這些結(jié)果表明：HPGDS/PGD2 驅(qū)動的免疫耐受并非黑色素瘤特有，而是多種實(shí)體瘤中的一種共同機(jī)制。

圖7：HPGDS抑制克服免疫治療的耐藥性，并且在人類環(huán)境中有效

結(jié)論：

   總之，作者表明活化的T細(xì)胞下調(diào)TAMs中的HPGDS可以控制先天免疫系統(tǒng)，并通過減少PGD2的產(chǎn)生來塑造整個TME。一致地，作者提供的證據(jù)表明，靶向黑色素瘤中的HPGDS-PGD2-DP1/DP2軸可以使TAM遠(yuǎn)離其免疫抑制和腫瘤前行為，促進(jìn)免疫許可和抗腫瘤TME。

參考文獻(xiàn)：

Trotta R, Rivis S, Zhao S, Orban MP, Trusso Cafarello S, Charatsidou I, Pozniak J, Dehairs J, Vanheer L, Pulido Vicuna CA, Boecxstaens V, Bechter O, Bosisio FM, Swinnen JV, Marine JC, Mazzone M. Activated T Cells Break Tumor Immunosuppression by Macrophage Reeducation. Cancer Discov. 2025 Jul 3;15(7):1410-1436. doi: 10.1158/2159-8290.CD-24-0415. PMID: 40094380; PMCID: PMC12223510.