frontier-banner
Frontiers
Home>Frontiers>

Signal Transduction and Targeted Therapy | 胰腺癌来源的细胞外囊泡通过miR-182-5p重编程巨噬细胞促进免疫抑制微环境

Signal Transduction and Targeted Therapy | 胰腺癌来源的细胞外囊泡通过miR-182-5p重编程巨噬细胞促进免疫抑制微环境
--

小赛推荐:

该研究揭示了胰腺癌细胞释放的细胞外囊泡携带miR-182-5p,通过靶向TLR4/JAK/STAT3信号通路诱导巨噬细胞向M2样表型极化,增强PD-L1表达并抑制T细胞功能,靶向抑制miR-182-5p可显著抑制肿瘤生长,为胰腺癌免疫治疗提供了新策略。

 

文献概述

本文《Extracellular vesicle-derived miRNA-182-5p educates macrophages towards an immunosuppressive phenotype in pancreatic cancer》,发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志,回顾并总结了胰腺癌(PaCa)来源的细胞外囊泡(EVs)如何通过其携带的miR-182-5p重编程巨噬细胞,使其向具有免疫抑制功能的M2样肿瘤相关巨噬细胞(TAM)表型转化。研究发现,PaCa-EVs被巨噬细胞高效摄取后,显著上调CD206、PD-L1及抗炎细胞因子如IL-10和TGF-β的分泌,同时抑制CD8+ T细胞的增殖。机制上,miR-182-5p通过靶向TLR4,激活JAK/STAT3信号通路,从而驱动巨噬细胞的免疫抑制表型。在动物模型中,靶向递送antagomiR-182-5p显著抑制肿瘤生长并延长生存期。该研究系统揭示了EV介导的细胞间通讯在胰腺癌免疫逃逸中的关键作用,并提出miR-182-5p为潜在治疗靶点。研究结果为重塑胰腺癌免疫微环境提供了新思路,具有重要的转化医学价值。

背景知识

胰腺癌是恶性程度最高的实体瘤之一,五年生存率仅为13%,预计到2030年将成为美国第二大癌症死因。其治疗困难主要归因于致密的肿瘤微环境(TME),其中包含大量非肿瘤细胞,尤其是肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),它们通常呈现M2样表型,具有免疫抑制功能,促进肿瘤生长、转移和耐药。巨噬细胞具有高度可塑性,可被极化为M1(抗肿瘤)或M2(促肿瘤)表型,其表型受TME中多种信号调控。近年来,细胞外囊泡(EVs)作为细胞间通讯的重要媒介,被发现可携带蛋白质、核酸等生物分子,调控受体细胞功能。肿瘤来源的EVs已被证实可重编程免疫细胞,促进免疫逃逸,但其在胰腺癌中调控巨噬细胞极化的具体机制仍不完全清楚。microRNA(miRNA)是一类重要的基因表达调控分子,可通过EVs传递至受体细胞发挥功能。已有研究表明某些miRNA参与免疫微环境调控,但EV携带的特定miRNA在胰腺癌巨噬细胞重编程中的作用尚未系统阐明。PD-L1是关键的免疫检查点分子,其在TAMs上的高表达可抑制T细胞功能,是免疫治疗的重要靶点。然而,PD-L1在TAMs中的调控机制复杂,EV-miRNA是否参与其调控仍待揭示。因此,解析EV-miRNA如何调控巨噬细胞表型转换,特别是对PD-L1的调控,不仅有助于理解胰腺癌免疫逃逸机制,也为开发新的免疫治疗策略提供理论依据。该研究聚焦于EV携带的miR-182-5p,系统探究其在巨噬细胞重编程和免疫抑制微环境形成中的作用,填补了该领域的知识空白,为靶向TAMs的免疫治疗提供了新靶点。

 

专业提供肿瘤细胞系的体内移植药效模型构建服务,涵盖皮下、静脉或原位接种,支持多种肿瘤类型,已验证肿瘤细胞系超200种,市场覆盖率高,支持IND申报,可为胰腺癌等肿瘤研究提供可靠的药效评价模型。

 

研究方法与实验

研究团队首先从多种胰腺癌细胞系(PANC-1、PPCL-68、mT3-2D)及非肿瘤细胞系(hTERT-HPNE)中分离EVs,并通过纳米颗粒追踪分析(NTA)、冷冻电镜(cryo-EM)和免疫印迹等方法对其进行表征,确认其为富含外泌体的囊泡。通过荧光标记实验,证实胰腺癌来源的EVs能被骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)和THP-1巨噬细胞高效内化。为探究EVs对巨噬细胞表型的影响,研究者将EVs与巨噬细胞共培养,通过流式细胞术检测M1/M2标志物(CD86/CD206),细胞因子检测分析分泌谱,以及靶向代谢组学分析精氨酸和脯氨酸代谢通路。小RNA测序用于鉴定EVs中差异表达的miRNA,并通过qRT-PCR在多种细胞系和临床样本中验证。通过转染miR-182-5p模拟物或抑制剂,结合Western blot和功能实验,验证其对TLR4、JAK/STAT3通路、ARG1和PD-L1表达的影响。使用Ruxolitinib抑制JAK/STAT3通路,验证其在EV介导的巨噬细胞重编程中的作用。在体内实验中,通过腹腔注射荧光标记EVs评估其在小鼠体内的摄取;利用Rag1 KO小鼠模型评估EV处理的巨噬细胞对CD8+ T细胞的抑制功能;通过构建胰腺原位肿瘤模型,评估靶向抑制miR-182-5p对肿瘤生长和小鼠生存的影响。同时,研究还分析了临床胰腺癌患者血浆EVs中miR-182-5p的表达水平及其对人外周血单个核细胞(PBMC)来源巨噬细胞的影响。

关键结论与观点

  • 胰腺癌细胞分泌的EVs能被巨噬细胞高效摄取,并显著促进其向M2样TAM表型转化,表现为CD206表达升高、CD86表达降低,抗炎细胞因子(如IL-10、TGF-β)分泌增加,同时抑制CD8+ T细胞的增殖和功能
  • 代谢组学分析显示,经胰腺癌-EVs处理的巨噬细胞中精氨酸水平显著降低,而鸟氨酸和脯氨酸水平升高,伴随ARG1表达上调,符合M2样巨噬细胞的代谢特征
  • 小RNA测序发现,miR-182-5p在胰腺癌-EVs中高度富集,其通过靶向TLR4 mRNA的3'UTR,导致TLR4表达下调,进而激活JAK/STAT3信号通路,最终上调IL-10、TGF-β和PD-L1的表达
  • 在多种胰腺癌细胞系来源的EVs中均观察到miR-182-5p的高表达和PD-L1的上调,且临床数据分析表明,肿瘤微环境中PD-L1高表达与胰腺癌患者生存期缩短显著相关
  • 在动物模型中,靶向递送antagomiR-182-5p能显著抑制肿瘤体积,延长小鼠生存期,恢复肿瘤微环境中M1/M2巨噬细胞的比例,并增强CD8+ T细胞的活化,证明了靶向miR-182-5p的治疗潜力
  • 临床样本验证显示,胰腺癌患者血浆EVs中miR-182-5p水平显著高于健康对照,且这些EVs能有效诱导人巨噬细胞向M2样表型转化,证实了该机制在人类疾病中的临床相关性

研究意义与展望

该研究系统地阐明了胰腺癌通过EVs传递miR-182-5p重编程巨噬细胞,从而构建免疫抑制微环境的全新机制。这一发现不仅深化了对胰腺癌免疫逃逸的理解,更重要的是,揭示了miR-182-5p/TLR4/JAK/STAT3轴作为潜在的治疗靶点。靶向这一通路,特别是使用antagomiR-182-5p,能够有效逆转免疫抑制,恢复抗肿瘤免疫应答,为胰腺癌的免疫治疗提供了全新的策略。相较于传统的免疫检查点抑制剂,靶向EV-miRNA可能更精准地调控特定免疫细胞亚群,减少系统性免疫相关不良反应。

未来的研究方向应包括开发更高效的miR-182-5p靶向递送系统,以提高其在肿瘤部位的富集和生物利用度;探索miR-182-5p在其他免疫细胞(如Treg、MDSC)中的作用,以全面评估其免疫调控功能;以及在更大规模的临床队列中验证miR-182-5p作为预后标志物和治疗预测标志物的潜力。此外,将antagomiR-182-5p与化疗、放疗或其他免疫疗法(如PD-1/PD-L1抑制剂)联合应用,有望产生协同抗肿瘤效应,值得进一步探索。

 

提供标准化的小鼠表型分析服务,包括行为学、生理生化、病理学、代谢分析和细胞功能检测等,拥有专业行为学实验设备和资深技术团队,可为神经科学、疾病模型和药理学研究提供全面的数据支持。

 

结语

本研究揭示了胰腺癌细胞通过释放富含miR-182-5p的细胞外囊泡,远程调控巨噬细胞命运,促使其向M2样免疫抑制表型转化的分子机制。该过程依赖于miR-182-5p对TLR4的靶向抑制,进而激活JAK/STAT3信号通路,最终上调PD-L1等免疫检查点分子的表达,从而抑制CD8+ T细胞功能,构建免疫抑制微环境。研究通过体内外实验,包括临床样本分析,充分验证了该通路的保守性和临床相关性。更重要的是,靶向抑制miR-182-5p在动物模型中展现出显著的抗肿瘤疗效,能够减小肿瘤体积、延长生存期,并恢复抗肿瘤免疫应答。这些发现不仅为理解胰腺癌免疫逃逸提供了新视角,也确立了miR-182-5p为一个极具潜力的治疗靶点。该研究为开发基于RNA的胰腺癌免疫治疗新药奠定了坚实的理论和实验基础,有望为这一难治性癌症带来新的治疗希望。未来的研究应聚焦于优化靶向递送策略和探索联合治疗方案,以推动该发现向临床转化。

 

文献来源:
Baldev Singh, Pankaj Gaur, Pritha Bose, Vivek Verma, and Amrita K Cheema. Extracellular vesicle-derived miRNA-182-5p educates macrophages towards an immunosuppressive phenotype in pancreatic cancer. Signal Transduction and Targeted Therapy.
可变区序列图谱
AbAtlas 是一个用于抗体序列降维和可视化的工具,能够将抗体序列映射到二维和三维图形中。该工具利用了 Observed Antibody Space(OAS)数据库的数据,涵盖了六种主要物种(人类、小鼠、大鼠、恒河猴、骆驼和兔子)的重链和轻链,以及它们的 germline 基因。通过结合 AntiBERTy 和 UMAP,AbAtlas 能够生成高质量的序列嵌入,并有效地进行降维处理。只需输入抗体序列,AbAtlas 将自动分析该序列,并通过可视化图形直观地展示其与不同物种或不同 V 基因家族的抗体链之间的相似性,从而快速识别输入序列的特征。