Oncogene：免疫排斥微环境重塑的分子机制

导读：错配修复功能良好或微卫星稳定(pMMR/MSS)的结直肠癌(crc)在数量上远远超过错配修复功能缺陷或微卫星高度不稳定(dMMR/MSI-H)的肿瘤，并且对免疫检查点抑制剂(ici)缺乏应答。

近日，南方医科大学/广东省分子肿瘤病理学重点实验室研究团队在国际权威期刊《Oncogene》上发表了题为“ASCL2 induces an immune excluded microenvironment by activating cancer-associated fibroblasts in microsatellite stable colorectal cancer”的研究论文，该研究报道了两种不同的ASCL2在pMMR/MSS和dMMR/MSI-H crc中的表达模式。ASCL2在pMMR/MSS crc中过表达，并保持干性表型，同时肿瘤浸润淋巴细胞(til)密度低于dMMR/MSI crc。此外，在MC38/shASCL2小鼠CRC模型中，联合使用抗pd - l1抗体可促进T细胞浸润，并引起较强的抗肿瘤免疫和肿瘤消退。另外，ASCL2的过表达与TGFB水平升高相关，TGFB水平升高刺激局部癌症相关成纤维细胞(CAFs)活化，诱导免疫排斥微环境。总之，研究结果表明，ASCL2通过转录激活TGFB来激活CAFs，从而诱导免疫排斥微环境，并且靶向ASCL2联合ICIs可能为MSS crc提供治疗机会。

https://www.nature.com/articles/s41388-023-02806-3#Sec17

研究背景

结直肠癌(CRC)表现出高度的肿瘤内遗传异质性，这对免疫治疗的疗效有重要影响。少数(约15%)的crc表现出微卫星不稳定性高(MSI-H)表型，这是DNA错配修复缺陷(MMR)的分子指标，并且由于肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)密度较高，通常对免疫检查点抑制剂(ICIs)有持续的反应。然而，大多数(约85%)是微卫星稳定的(MSS)，缺乏对IC的敏感响应。因此，迫切需要阐明肿瘤免疫微环境重塑的分子机制，以克服pMMR/MSS结直肠癌患者免疫治疗反应不理想的问题。

作为Wnt信号通路的靶基因，ASCL2在pMMR/MSS crc中高表达，并在维持其干性中发挥重要作用。最近的一项研究表明，肿瘤细胞干性指数与肿瘤微环境(TME)中浸润的免疫细胞数量呈负相关。越来越多的研究表明，ASCL2在免疫调节中发挥重要作用。据报道，ASCL2通过直接调节AID转录启动滤泡辅助性T细胞发育并促进生发中心b细胞应答。ASCL2负性调控致病性Th17细胞分化，从而减轻肠黏膜炎症反应。此外，ASCL2影响免疫治疗的疗效，并与pMMR/MSS crc的免疫逃逸相关。综上所示，研究人员推测ASCL2可能参与了pMMR/MSS crc免疫排斥微环境的重塑。

癌症相关成纤维细胞(CAFs)与高度反应性炎症间质和免疫排斥微环境的重塑密切相关。并提供了活化的CAFs与CD8+ T细胞之间直接相互作用的证据，导致T细胞的抑制。活化的CAFs向肿瘤实质募集主要受癌细胞释放的生长因子控制，其中转化生长因子β (TGFB)是一个关键因素。同时，TGFB促进Treg细胞的分化，抑制CD8+ T细胞的抗肿瘤能力，从而减弱肿瘤对PD-1/PD-L1阻断的反应。虽然靶向间质很少导致肿瘤对化疗和/或免疫治疗的明显消退反应，但TGFB的抑制有望减缓癌症的进展。然而，ASCL2是否诱导CAFs激活以排除pMMR/MSS crc中的CD8+ T细胞尚未报道。

研究过程及发现

通过分析TCGA和GEO公共数据库中的CRC数据，研究人员发现ASCL2在pMMR/MSS和dMMR/MSI-H CRC中有两种不同的表达模式。在pMMR/MSS crc中，Wnt信号通路异常激活，导致靶基因ASCL2表达上调。相比之下，大多数MSI肿瘤被归类为CMS1, CMS1是CMS的一种，表现出广泛的高甲基化状态。ASCL2在dMMR/MSI crc中呈甲基化依赖性下调。

结果表明，外源性ASCL2过表达诱导结直肠癌体内免疫排斥微环境;相反，在条件敲除小鼠中，肠上皮Ascl2的缺失促进炎症免疫微环境的形成。这些结果提示，ASCL2的失调可能通过重塑肿瘤免疫微环境而不是直接刺激肿瘤细胞的增殖和迁移来促进或抑制CRC的发生和发展。最近，其他研究人员也证实ASCL2参与调控pMMR/MSS crc的免疫排斥微环境。

最近的研究也表明，Wnt通路激活的恶性肿瘤细胞具有较强的干性，但肿瘤微环境中浸润的免疫细胞相对较少，对ICI治疗不敏感。然而，肿瘤细胞干性、免疫排斥微环境与ICI治疗耐药之间的调控关系尚不清楚。

研究人员发现CD8+ T细胞广泛浸润正常粘膜和浸润性癌间质，并且在MSI CRC中不受CAFs排除的影响。此外，研究结果表明，ASCL2的表达与高反应性炎性结缔组织增生基质、免疫排斥微环境的重塑和CRC细胞的增殖有关。ASCL2的敲低抑制免疫抑制性CAFs的生长和激活。此外，在C57BL/ 6j和Ascl2 CKO小鼠中，ASCL2的缺失消除了CAFs降低肿瘤浸润性CD8+ ctl的能力。值得注意的是，CAFs的免疫调节功能是通过分泌表型实现的，使其能够产生大量的细胞因子和趋化因子。

数据显示，ASCL2是一种高度反应性的炎性结缔组织增生基质，富含活化的CAFs，并通过转录激活pMMR/MSS CRC细胞中的TGFB来重塑免疫排斥微环境。靶向TGFB确实增强了肿瘤对抗pd -1/PD-L1治疗的易感性，有望成为治疗pMMR/MSS CRC的有效策略。

本研究示意图

研究意义

综上，研究人员研究了免疫排斥微环境重塑的分子机制，并进一步证实Wnt通路抑制剂联合ICIs为pMMR/MSS CRC提供了一种新的治疗策略和治疗机会。

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41388-023-02806-3#Sec17