单核细胞由骨髓的单核细胞前体发育分化而成,约占血液中白细胞总数的3%-8%。其体积较淋巴细胞略大。单核细胞在血液中仅停留12-24小时,然后进入结缔组织或器官,成熟为巨噬细胞。巨噬细胞的寿命大于单核细胞数倍,可在组织中存活几个月。肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是肿瘤免疫逃逸的关键角色。

然而,胆固醇代谢如何调控肿瘤相关巨噬细胞的免疫抑制功能,一直是未解之谜。2024年4月,免疫顶刊Immunity发表题为25-Hydroxycholesterol regulates lysosome AMP kinase activation and metabolic reprogramming to educate immunosuppressive macrophages的研究论文,首次揭示揭示胆固醇25-羟化酶 (CH25H)在肿瘤免疫治疗中的关键作用。这项研究不仅发现CH25H是TAMs免疫抑制功能的核心调控因子,还为肿瘤免疫治疗提供新的代谢靶点。

研究发现,TAMs在肿瘤微环境中高表达CH25H,导致25-羟基胆固醇(25-HC)的积累,进而促进TAMs表达免疫抑制分子(如Arg1),加速肿瘤进展。敲除CH25H可显著增强 T 细胞的浸润和活化,将“冷肿瘤”转变为“热肿瘤”,并协同PD-1抗体提高抗肿瘤效果。

选表型,定基因,找到肿瘤微环境中高表达,且预后差的基因展开研究。既往研究通常默认基因是在肿瘤细胞上高表达,然后促进肿瘤发生和进展。但是随着单细胞测序的推广,高表达预后差的基因不再局限在肿瘤细胞上了,而是肿瘤微环境中的所有细胞类群,尤其是免疫细胞和成纤维细胞。

从文章整体框架上看,作者们更擅长湿实验,但Fig2的数据挖掘和干湿结合,却很老道!值得借鉴。通过单细测序数据挖掘,发现CH25H在卵巢癌(EGA: EGAS00001004987)微环境中MARCO+ 巨噬细胞,结肠癌 (GEO: GSE146771)微环境中C1QC+或SPP1+巨噬细胞,肾癌(GEO:GSE154763) 和子宫内膜癌 (GEO: GSE154763)微环境中LYVE1+巨噬细胞中高表达(Fig2A-B)。这里是单细胞数据挖掘!随后,作者借助Q-PCR、HE染色和免疫荧光检测进行湿实验验证;并结合TCGA二代测序的数据进行预后分析,证实CH25H在TAMs中高表达,与患者预后不良相关。差异分析和富集分析则进一步机制分析。

另一关键数据,临床价值,肿瘤的治疗

机制研究发现,25-HC通过抑制mTORC1信号通路,增强AMPKα活性,进而促进STAT6的转录活性,最终导致TAMs的免疫抑制功能增强。肿瘤微环境中的乳酸和细胞因子IL-4/IL-13通过STAT6转录因子调控CH25H的表达,揭示肿瘤微环境与胆固醇代谢间的密切联系。此前,CH25H主要在抗病毒免疫中被研究,而这项研究将其功能拓展到肿瘤免疫领域,揭示胆固醇代谢在肿瘤免疫逃逸中的重要作用。靶向CH25H不仅能够逆转TAMs的免疫抑制功能,还能增强 T 细胞的抗肿瘤活性,为“冷肿瘤”患者的免疫治疗提供了新思路。