Миофибробласты LRRC15+ определяют стромальную установку для подавления опухолевого иммунитета.

Jun 24, 2023

Nature, том 611, страницы 148–154 (2022 г.) Процитировать эту статью

40 тысяч доступов

26 цитат

131 Альтметрика

Подробности о метриках

Недавние одноклеточные исследования рака как у мышей, так и у людей выявили появление популяции миофибробластов, специфически маркированной высоко ограниченным белком 15, содержащим богатые лейцином повторы (LRRC15)1,2,3. Однако молекулярные сигналы, лежащие в основе развития LRRC15+ рак-ассоциированных фибробластов (CAF) и их прямое влияние на противоопухолевый иммунитет, не охарактеризованы. Здесь, на мышиных моделях рака поджелудочной железы, мы предоставляем in vivo генетические доказательства того, что передача сигналов рецептора TGFβ типа 2 в здоровых универсальных фибробластах дерматопонтин+ необходима для развития ассоциированных с раком миофибробластов LRRC15+. Эта ось также преимущественно определяет разнообразие линий фибробластов при раке человека. Используя недавно разработанных мышей с нокаутом рецептора дифтерийного токсина Lrrc15 для избирательного истощения LRRC15+ CAF, мы показываем, что истощение этой популяции заметно снижает общее содержание опухолевых фибробластов. Более того, состав CAF перекалиброван в сторону универсальных фибробластов. Это ослабляет прямое подавление инфильтрирующих опухоль CD8+ Т-клеток, усиливая их эффекторную функцию, и усиливает регрессию опухоли в ответ на блокаду иммунных контрольных точек анти-PDL1. В совокупности эти результаты показывают, что TGFβ-зависимые LRRC15+ CAF определяют заданную точку опухоли-фибробластов, способствующую росту опухоли. Эти клетки также напрямую подавляют функцию CD8+ Т-клеток и ограничивают чувствительность к блокаде контрольных точек. Разработка методов лечения, которые восстанавливают гомеостатическую настройку фибробластов за счет уменьшения популяции миофибробластов LRRC15+, способствующих заболеванию, может улучшить выживаемость пациентов и ответ на иммунотерапию.

CAF играют ключевую роль в формировании микроокружения опухоли (TME) и реакции на иммунотерапию рака4,5,6. Предыдущие исследования данных экспрессии генов в опухолях пациентов, получавших терапию блокадой иммунных контрольных точек (ICB), выявили связь между обилием CAF и отсутствием ответа на иммунотерапию7,8. Терапевтические агенты, которые соответствующим образом нацелены на CAF, могут облегчить эту резистентность, но остаются ограниченными из-за неполного понимания гетерогенности CAF и выявления клинически значимых подгрупп. Использование секвенирования одноклеточной РНК (scRNA-seq) увеличило разрешение ландшафта стромальных клеток в здоровых и больных тканях. Анализ scRNA-seq эволюции CAF при аденокарциноме протоков поджелудочной железы (PDAC) и раке молочной железы выявил преобладание активированных миофибробластов (как у мышей, так и у людей), маркированных LRRC15 (ссылки 1,2,3). Эта популяция CAF экспрессирует множество генов, связанных с внеклеточным матриксом и иммуносупрессией1,9,10. Клинически, высокая экспрессия сигнатуры гена LRRC15+ CAF в объемных данных секвенирования РНК у пациентов с раком была связана с отсутствием ответа на лиганд антипрограммируемой смерти 1 (PDL1) ICB1. Остается неясным, лежат ли в основе этого отсутствия ответа CAF LRRC15+ или они представляют собой результат внутренних особенностей опухоли, которые определяют эту ассоциацию. Также отсутствует in vivo обоснование клеточных и молекулярных сигналов, которые способствуют развитию миофибробластов LRRC15+ и их прямому влиянию на противоопухолевый иммунитет.

Недавние исследования scRNA-seq, использованные в предсказаниях in silico, связывают активную передачу сигналов TGFβ с образованием миофибробластов LRRC15+ во время онкогенеза1,3. Отдельные исследования одноклеточного атласа показали, что активированные субпопуляции фибробластов в нарушенных тканях развиваются из пантканевых универсальных фибробластов10. Мы стремились обеспечить генетическую связь in vivo между этими двумя выводами, предполагая, что передача сигналов TGFβ в универсальных фибробластах необходима для образования миофибробластов LRRC15+ во время прогрессирования опухоли. Мы использовали мышиную систему, нацеленную на дерматопонтин (ДПТ), белок внеклеточного матрикса, который маркирует универсальные фибробласты10. Мышей DptIresCreERT2 скрещивали с флоксированными мышами с рецептором TGFβ типа 2 (TGFβR2, кодируемым Tgfbr2) (DptIresCreERT2Tgfbr2fl/fl) для создания индуцируемого и условного нокаута Tgfbr2 в универсальных фибробластах DPT+ (рис. 1a, вверху). Мышам Dptwt/wtTgfbr2fl/fl (контроль) или Dptki/kiTgfbr2fl/fl (Dpt-условный нокаут) вводили режим тамоксифена (ТАМ) и подкожно имплантировали KPR3070 (KPR; KrasLSL.G12D/wt;p16/p19fl/wt; p53LSL.R270H/wt;Pdx1.Cre) опухолевые клетки PDAC1,11. Опухоли собирали через 21 день после имплантации для анализа проточной цитометрией (рис. 1а, внизу). Чтобы обеспечить эффективный нокаут Tgfbr2, тот же режим TAM (описанный на рис. 1a) сначала был применен на репортерных мышах DptIresCreERT2Rosa26LSLYFP10 с подкожными опухолями KPR. Это было сделано, чтобы понять, какая часть опухолевых фибробластов происходит из клеток DPT+, популяции фибробластов, богатой наивной кожной тканью10. После 21 дня имплантации большинство (около 84%) фибробластов PDPN+ в опухолях были YFP+ (расширенные данные, рис. 1а). В свою очередь, экспрессия TGFβR2 на PDPN+ CAF из опухолей Dptki/kiTgfbr2fl/fl была снижена примерно на 90% по сравнению с опухолями Dptwt/wtTgfbr2fl/fl (расширенные данные, рис. 1b). В результате в опухолях Dptki/kiTgfbr2fl/fl наблюдалось значительное снижение общего количества LRRC15+PDPN+ CAF по сравнению с контрольными опухолями Dptwt/wtTgfbr2fl/fl, что указывало на то, что LRRC15+ клетки зависят от передачи сигналов TGFβR2 в клетках DPT+ для своего формирования (рис. 1б,в). Несмотря на значительное снижение количества клеток LRRC15+ в опухолях Dptki/kiTgfbr2fl/fl, общее количество фибробластов PDPN+CD31– не изменилось в обеих группах, что указывает на наличие компенсационного механизма для сохранения компартмента CAF (рис. 1г).