调节肿瘤微环境的“遥控器”--肿瘤相关髓系细胞TAMC

肿瘤相关髓系细胞（tumor-associated myeloid cells, TAMC）是肿瘤微环境（TME）中重要的组成部分，具有异质性，在肿瘤微环境中可以发挥不同，甚至是相反的作用，如免疫抑制或免疫刺激。靶向TAMCs作为单一疗法或与化疗、免疫疗法联合应用的研究正在火热进行中。深入研究TAMCs在肿瘤中的功能和作用机制将有助于发现新的治疗方法。

研究最多的肿瘤相关髓系细胞包括单核细胞、肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、树突状细胞（DC）、癌症相关循环中性粒细胞、肿瘤相关中性粒细胞（TANs）和骨髓来源抑制细胞（MDSCs）。TAMC的主要功能是调节淋巴细胞行为进而形成免疫刺激或免疫抑制性TME，从而抑制或促进包括肿瘤细胞的恶性克隆进化、生长、存活、侵袭、播散和转移、血管生成在内的各个肿瘤发展阶段。

单核细胞

单核细胞是一组异质性的单核吞噬细胞，分为经典型单核细胞、中间型单核细胞和非经典型单核细胞，在炎症期间循环外周血中发挥先天免疫功能。肿瘤发展的不同阶段，不同的单核细胞亚群表现出不同甚至相反的作用。

从机制上讲，中间型单核细胞经肿瘤细胞刺激后，促炎细胞因子TNF- α和白细胞介素12（IL-12）的产生增加，而抗炎细胞因子白细胞介素10（IL-10）的产生减少，并对肿瘤细胞产生直接的细胞毒性，促进肿瘤细胞凋亡。经典型单核细胞产生VEGF，促进肿瘤细胞外渗，导致转移。相比之下，非经典型单核细胞在吞噬肿瘤细胞衍生微粒后被激活，从而减少肿瘤细胞的转移。

肿瘤中单核细胞的功能

肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)

巨噬细胞作为单核吞噬细胞系统，在组织稳态和炎症中起着关键作用。巨噬细胞分为两个主要亚群，M1和M2巨噬细胞，在功能上是异质的。

M1巨噬细胞是对抗微生物感染的第一道防线，具有很强的抗原呈递能力诱导强烈的Th1反应。在脂多糖（LPS）、IFN-γ和粒细胞-巨噬细胞刺激因子（GM-CSF）的作用下，M1巨噬细胞经历经典激活，并优先分泌抗菌分子和促炎细胞因子。

M2巨噬细胞在限制免疫反应、诱导血管生成和组织修复方面起着关键作用。在白细胞介素4（IL-4）、白细胞介素13（IL- 13）、IL-10和CSF-1的作用下，M2巨噬细胞发生选择性激活并优先分泌抗炎细胞因子。

TAMs在肿瘤中的作用

树突状细胞(DC)

DC是最有效的抗原呈递细胞（APCs），连接先天免疫和适应性免疫，在生理条件下具有表型和功能异质性。在对微生物感染的反应中，细胞外微生物蛋白通常被成熟DC吞噬或内吞，并通过MHC II分子呈递给CD4 T细胞。相比之下，胞质微生物蛋白通常通过MHC I分子呈现给CD8 T细胞。

TME浸润的DC包括不同发育阶段的树突状细胞亚群，这些肿瘤相关树突状细胞根据不同的细胞亚群和肿瘤分期，发挥免疫刺激或免疫抑制作用。

DC在肿瘤中的作用

粒细胞

粒细胞可大致分为癌症相关循环中性粒细胞、肿瘤相关中性粒细胞（TANs）以及其他中性粒细胞。

癌症相关循环中性粒细胞

这些与癌症相关的循环中性粒细胞由功能异质性亚群组成，是循环外周血的多形核吞噬细胞，具有对抗微生物病原体的先天免疫功能。在癌症患者中，特别是在晚期和转移后，循环中性粒细胞数量增加，高中性粒细胞与淋巴细胞比率（NLR）与侵袭性癌症相关。

肿瘤相关中性粒细胞（TANs）

研究表明TME中的TANs可促进肿瘤细胞增殖、外渗和迁移，在肿瘤发展和转移中起着关键作用。TANs可释放弹性蛋白酶等颗粒内容物，促进肿瘤增殖和侵袭细胞；分泌IL-1β和MPPs促进肿瘤细胞外渗到转移前壁龛，从而促进癌细胞的扩散；激活TLR通路，促进肿瘤细胞的迁移、黏附、侵袭和转移。

除促肿瘤作用外，TANs还被证明通过产生ROS和TRAIL介导肿瘤细胞的细胞毒性。研究也表明TANs与TME中的淋巴细胞相互作用并调节其功能。

其他粒细胞

除了嗜中性粒细胞（neutrophilic），其他类型的粒细胞，如嗜酸性粒细胞（eosinophils）和嗜碱性粒细胞（basophils），对肿瘤也有影响。研究表明嗜酸性粒细胞具有抗肿瘤活性，对各种癌细胞都表现出直接的或间接的细胞毒性，从而抑制肿瘤生长。

中性粒细胞在肿瘤中的作用

骨髓来源抑制细胞（MDSCs）

MDSCs是一组异质性的髓系祖细胞和处于不同发育阶段的未成熟髓系细胞，它们在血管中循环。在感染时，MDSCs迅速扩张并分化为粒细胞、单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞，在调节免疫反应和组织修复中发挥重要作用。

肿瘤相关的MDSC由两个主要亚群体组成，粒细胞骨髓来源抑制细胞（GrMDSCs）和单核细胞骨髓来源抑制细胞（MoMDSCs）。GrMDSCs在表型和形态上与中性粒细胞相似，MoMDSCs在表型和形态上与单核细胞相似，研究表明GrMDSCs和MoMDSCs均参与T细胞介导的免疫抑制。

MDSCs及其亚群在肿瘤中的作用

髓系细胞在肿瘤免疫治疗的研究中的作用是毋庸置疑的，调节这些髓系细胞的发育、成熟和功能有助于发现新的肿瘤免疫治疗策略。然而，由于各种可互换亚群的复杂性和可塑性，这些髓系细胞执行重叠或相反的功能，目前控制TAMCs行为的分子机制在很大程度上尚不清楚。为进一步阐明髓系细胞各亚群在不同癌症中的功能，并确定其促肿瘤和抗肿瘤活性相关的分子机制，百奥动物自主研发一些列髓系靶点人源化小鼠，助力深入了解髓系细胞的复杂性，并设计新的肿瘤靶向治疗方法。

B-hTREM2 mice(C) 

基本信息

体内药效

抗人TREM2抗体在B-hTREM2(C)小鼠中的抗肿瘤活性。纯合子B-hTREM2(C)小鼠（雌性，10周龄，n=6）小鼠皮下接种小鼠乳腺癌EMT-6细胞。当肿瘤体积达到约50-80 mm³时，对小鼠进行分组，然后使用抗人TREM2抗体进行治疗。如图A所示，抗人TREM2抗体在B-hTREM2(C)小鼠中有效地控制肿瘤生长，证实B-hTREM2(C)小鼠模型是抗人TREM2抗体临床前体内药效评估的优质模型。数值以平均值±SEM表示。

B-hCD36 mice

基本信息

体内药效

抗CD36抗体在B-hCD36小鼠中的抗肿瘤活性。纯合子B-hCD36小鼠（雌性，8周龄，n=6）小鼠皮下接种小鼠结肠癌MC38细胞。当肿瘤体积达到约100 mm³时，对小鼠进行分组，然后使用抗CD36抗体进行治疗。如图A所示，抗CD36抗体可以有效地控制B-hCD36小鼠的肿瘤生长，证实B-hCD36小鼠模式是抗CD36抗体临床前体内药效评估的优质模型。数值以平均值±SEM表示。

抗小鼠PD-1抗体和抗人CD36抗体联合治疗在B-hCD36小鼠中的抗肿瘤活性。纯合子B-hCD36小鼠（雌性，7周龄，n=5）小鼠皮下接种小鼠结肠癌MC38细胞。当肿瘤体积达到约60 mm³时，对小鼠进行分组，然后使用抗体进行治疗。如图A所示，抗体组合在B-hCD36小鼠中有效地控制肿瘤生长，证实B-hCD36小鼠模式是抗CD36抗体临床前体内药效评估的优质模型。数据来自合作者，数值以平均值±SEM表示。

B-hPD-1/hPD-L1/hVSIR mice

基本信息

蛋白表达分析

通过流式细胞术分析野生型C57BL/6小鼠和纯合子B-hPD-1/hPD-L1/hVSIR小鼠中种属特异性PD-1和PD-L1的表达。用抗CD3ε抗体体内刺激野生型C57BL/6小鼠和纯合子B-hPD-1/hPD-L1/hVSIR小鼠，收集脾细胞并进行流式分析。结果显示：小鼠PD-1和PD-L1在野生型C57BL/6小鼠中检测到。人PD-1和PD-L1只在纯合子B-hPD-1/hPD-L1/hVSIR小鼠中检测到，而在野生型C57BL/6小鼠中检测不到。

通过流式细胞术分析野生型C57BL/6小鼠和纯合子B-hPD-1/hPD-L1/hVSIR小鼠中种属特异性VSIR的表达。取野生型C57BL/6小鼠和纯合子B-hPD-1/hPD-L1/hVSIR小鼠脾细胞进行流式分析。结果显示：小鼠VSIR仅在野生型C57BL/6小鼠中检测到。人VSIR只在纯合子B-hPD-1/hPD-L1/hVSIR小鼠中检测到，而在野生型C57BL/6小鼠中检测不到。

髓系靶点人源化小鼠列表

参考资料：

1. Aixia Dou, Jing Fan. Heterogeneous Myeloid Cells in Tumors. Cancers (Basel). 2021 Aug; 13(15): 3772.

2. Sijin Cheng, Ziyi Li, et al. A pan-cancer single-cell transcriptional atlas of tumor infiltrating myeloid cells. Cell. 2021Feb; 184, 792–809.

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