單細(xì)胞測序助力證實(shí)源自CD8+T細(xì)胞的IFN-γ為腫瘤微環(huán)境主要調(diào)節(jié)因子

在癌癥免疫研究領(lǐng)域摸爬滾打久了，總覺得CD8+T細(xì)胞“弱不禁風(fēng)”，隨便什么因素都能把它們壓制得死死的。但實(shí)際上，CD8+T細(xì)胞可是抗癌戰(zhàn)場上的“主力軍”，它們不僅能沖鋒陷陣，還能通過產(chǎn)生細(xì)胞因子，對腫瘤微環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

荷蘭學(xué)者在《癌細(xì)胞》（Cancer Cell）期刊上發(fā)表了一項(xiàng)最新的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究，這一研究猶如一顆重磅炸彈。研究顯示，源自CD8+T細(xì)胞的干擾素γ（IFN-γ）才是腫瘤微環(huán)境的主要調(diào)節(jié)因子，而非以往研究認(rèn)為的腫瘤壞死因子α（TNF-α）。IFN-γ的調(diào)控范圍極為廣泛，堪稱免疫微環(huán)境的“全局掌控者”，而TNF-α則只能算是局部調(diào)節(jié)因子。

   
其實(shí)，科學(xué)界早就知道CD8+T細(xì)胞能夠產(chǎn)生細(xì)胞因子，但對于各種細(xì)胞因子的影響范圍和深度，一直缺乏足夠的評估。CD8+T細(xì)胞的影響究竟是局限于周邊細(xì)胞，還是能“長臂管轄”整個腫瘤微環(huán)境呢？以現(xiàn)有的技術(shù)手段，要評估這一點(diǎn)，只能通過間接方式，即分析免疫微環(huán)境中靶細(xì)胞在細(xì)胞因子影響下相應(yīng)基因表達(dá)的變化情況。

為了揭開這個謎團(tuán)，研究者們可謂煞費(fèi)苦心。他們選用人卵巢癌細(xì)胞系作為腫瘤模型，運(yùn)用單細(xì)胞RNA測序法分析轉(zhuǎn)錄組學(xué)，并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行分析。通過這一系列操作，他們確定了表達(dá)水平會分別受IFN-γ或TNF-α誘導(dǎo)的基因集，而且這些基因表達(dá)水平穩(wěn)定可靠，能夠充分反映IFN-γ、TNF-α同時存在時的影響。此外，研究者們還對癌細(xì)胞的抗原表達(dá)進(jìn)行了專門處理，讓腫瘤中的大多數(shù)癌細(xì)胞成為抗原陰性的“旁觀者”。這些“旁觀者”癌細(xì)胞既不會被CD8+T細(xì)胞輕易殺滅，又能反映出IFN-γ/TNF-α誘導(dǎo)基因集的表達(dá)變化情況。

在完成上述特殊處理后，研究者們將癌細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞植入小鼠體內(nèi)，并給免疫細(xì)胞浸潤留出足夠的時間，至此，研究正式拉開帷幕。第一步分析結(jié)果就令人震驚：來自CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞因子確實(shí)能夠重塑微環(huán)境中癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組。超過70%的“旁觀癌細(xì)胞”都出現(xiàn)了IFNγ誘導(dǎo)基因集的表達(dá)水平改變，而僅有5.3%的細(xì)胞會受到TNFα的明顯影響，這些細(xì)胞與未暴露于CD8+T細(xì)胞的腫瘤幾乎沒有差異。

70.4%的旁觀癌細(xì)胞受到IFN-γ的影響，這一數(shù)據(jù)充分表明IFN-γ是腫瘤微環(huán)境的“全局調(diào)控因子”，而TNF-α最多只能算是局部調(diào)控因子。而且，旁觀癌細(xì)胞在響應(yīng)IFN-γ后，就不會再出現(xiàn)TNF-α誘導(dǎo)基因集的表達(dá)水平改變。不過，這并不是因?yàn)檫@些細(xì)胞失去了響應(yīng)TNF-α的能力，而是IFN-γ“先下手為強(qiáng)”，捷足先登了。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證這一結(jié)論，研究者們又將研究對象換成了免疫細(xì)胞浸潤更好、且免疫細(xì)胞也能響應(yīng)細(xì)胞因子調(diào)控的黑色素瘤。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，IFN-γ依然是微環(huán)境的主要調(diào)控因子，響應(yīng)IFN-γ的旁觀癌細(xì)胞數(shù)量高達(dá)響應(yīng)TNF-α細(xì)胞的數(shù)倍。而且，黑色素瘤模型的研究還證實(shí)，旁觀癌細(xì)胞在受到IFN-γ調(diào)控后，響應(yīng)轉(zhuǎn)化生長因子TGF-β的能力明顯減弱。

至于其他來自CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞因子，是否會像IFN-γ、TNF-α一樣存在“一山不容二虎”的全局調(diào)控和局部調(diào)控差異，目前還不得而知，有待后續(xù)研究來揭開謎底。不過，本次研究至少提供了一個全新的視角和猜想，讓我們對腫瘤免疫微環(huán)境有了更深入的認(rèn)識。

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