今天这篇文章,是中山大学第一附属医院耳鼻喉科医院的陈德猛团队发表在14.7分的Nature子刊Nat Commun上的文章,这篇文章讲的是在抗CD276的抗体α-CD276耐药过程中巨噬细胞的浸润以及T细胞的耗竭,其实也就是耐药过程中肿瘤细胞、巨噬细胞与T细胞之间的Crosstalk:
首先,他们用单细胞测序(下面这个UMAP图,就是通过单细胞测序活动的,通过基因表达作为多维的主成因分析,并进行降维成这样的2D图形,通过这样的图来对不同的基因表达特征的细胞进行分簇分析,UMAP和tSNE都是这样的原理,不熟悉的话,可以去看看《列文虎克读文献》和《夏老师带你读文献》),分析了α-CD276用药后小鼠模型。α-CD276用药的小鼠,根据形成肿瘤的大小,分成了对照组、敏感组和耐受组。结果发现,与耐药组和对照组相比,敏感组小鼠样本中CD8+ T细胞和 CD8+ GZMB+ T细胞的浸润明显增加了:
通过对耐受组和敏感组之间,以及Scissor +细胞(分别表示与目标表型呈正相关的细胞亚群)的差异基因分析,他们发现了差异基因中ITGB6可能参与了α-CD276耐药。那么提出了这样的假设,要进一步怎么样来论证呢?他们首先通过敲减,分析了ITGB6与α-CD276耐药之间的相关性:
通过这样的敲减ITGB6后,查看α-CD276治疗耐药的情况,来验证ITGB6作为介导对α-CD276治疗耐药的关键基因(这其实就是柯霍氏法则的验证过程,不清楚柯霍氏法则的话,可以看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《轻松的文献导读》)。敲除ITGB6后,可以使小鼠HNSCC(头颈部鳞状细胞癌)中的α-CD276耐药性得到缓解,同时,也增加了CD8+ T细胞和 CD8+ GZMB+ T细胞的浸润:
与对照组的小鼠相比,ITGB6敲除的小鼠中,MoMΦDC(单核细胞/巨噬细胞/树突状细胞)和γδT细胞百分比降低,而中性粒细胞、CD8+ T细胞和 CD4+ T细胞的比例增加。而通过单细胞测序中的配体受体之间的关联性,他们发现ITGB6肿瘤细胞,可能与MoMΦDC之间的交互最多。当ITGB6被敲除后,在这些MoMΦDC,PF4+的巨噬细胞与肿瘤细胞之间的Crosstalk明显减少。于是他们就进一步迭代了假设(课题的推进,其实就是通过在得出结果后,对已有结果以及已知的信息进行分析,然后进一步的假设迭代,不清楚假设和假设迭代的话,可以看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《列文虎克读文献》),假设ITGB6+肿瘤细胞可能是与PF4+的巨噬细胞产生了互作:
而进一步对PF4+ 巨噬细胞进行分析,他们发现PF4+ 巨噬细胞比例增多,则患者的存活率较低,同时CD8+ T细胞的浸润和杀伤能力会减弱:
ITGB6+肿瘤细胞与PF4+ 巨噬细胞之间的互作关系,是通过CX3CL1-CX3CR1这样的配体受体互作导致的。如果阻断了CX3CL1-CX3CR1这个轴可以抑制肿瘤细胞α-CD276耐药性的产生,那么ITGB6+肿瘤细胞与PF4+ 巨噬细胞之间的互作就是肿瘤细胞α-CD276耐药性的关键(这就是一个充分条件的假言推理,在这个推理的过程中,必须要通过肯定前件或者否定后件,才能得到结果,不清楚肯定后件逻辑谬误的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《列文虎克读文献》)。于是他们使用α-ITGB6、α-CX3CL1 和 α-CX3CR1阻断了CX3CL1-CX3CR1,而这样的确抑制了细胞α-CD276的耐药性,这里使用的就是肯地前件的推理,得到的结果就是ITGB6肿瘤细胞对α-CD276的耐药性,就是由CX3CL1-CX3CR1轴介导的:
那么PF4+ 巨噬细胞是否对肿瘤的微环境产生了什么影响呢?于是他们进一步分析单细胞测序结果中,可能与PF4+ 巨噬细胞有关的其他细胞的配体受体相关性。结果发现,ITGB6敲除的肿瘤中,PF4+ 巨噬细胞和 CD8+ T细胞之间,CXCL16-CXCR6相互作用显着减少,也就是说在ITGB6+ 肿瘤细胞刺激下,PF4+ 巨噬细胞可能是通过CXCL16-CXCR6轴,影响了CXCR6+T细胞:
而ITGB6敲除可以降低PF4+ 巨噬细胞中NFKB1的磷酸化(这个其实就是NFκB信号通路中,入核的与p65结合的p50,不熟悉NFκB信号通路的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列),他们发现p50能结合并启动CXCL16转录。而额外加入CXCL16,可以增加α-CD276耐药性。通过PF4+ 巨噬细胞和T细胞的共培养后发现,PF4+ 巨噬细胞与CD8+ T细胞的CXCL16-CXCR6轴,在低密度下可以刺激产生GZMB+CXCR6+CD8+ T细胞。而增加了PF4+ 巨噬细胞比例,也就是提高了CXCL16产生的浓度,则会使得GZMB+CXCR6+CD8+ T细胞转化为PD1+CXCR6+CD8+ T细胞,也就是说过度的PF4+ 巨噬细胞产生的CXCL16刺激,可以促进细胞毒性的CXCR6+CD8+ T细胞向抑制性的PD1+CXCR6+CD8+ T细胞的转变,抑制细胞毒性并诱导CXCR6+CD8+ T细胞耗竭:
既然ITGB6+肿瘤细胞互作的PF4+ 巨噬细胞,能通过CXCL16-CXCR6使得细胞毒性的CXCR6+CD8+ T细胞向抑制性的PD1+CXCR6+CD8+ T细胞的转变。于是他们又进行了假设的进一步迭代(又是一个假设迭代,大家可以明显看出,这整篇文章就是在通过不断地分析新结果,反复进行假设迭代,才推导出来的,这个和科研套路所谓的方法学完全是两码事,不清楚的话可以好好看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《列文虎克读文献》),他们假设ITGB6+肿瘤细胞互作的PF4+ 巨噬细胞与抗PD1抗体的耐药也有一定的关联性。结果发现,ITGB6的确还促进了小鼠对α-PD1治疗的耐药性:
这篇文章很有意思,在逐步地递推过程中,迭代假设,又在得道进一步的结果后,推进课题。在每一个验证步骤中,他们也做到了相对的严谨,好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话,可以看看原文,祝你们心明眼亮。
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