文獻閱讀-阻斷Sema3A信號通路抑制巨噬細(xì)胞進入腫瘤低氧區(qū)抗血管生成并恢復(fù)抗腫瘤免疫

1、Impeding Macrophage Entry into Hypoxic Tumor Areas by Sema3A/Nrp1 Signaling Blockade Inhibits Angiogenesis and Restores Antitumor Immunity（通過阻斷Sema3A/Nrp1信號通路抑制巨噬細(xì)胞進入腫瘤低氧區(qū)以抗血管生成并恢復(fù)抗腫瘤免疫） Andrea Casazza,Damya Laoui, Mathias Wenes,et al. Cancer Cell 24, 695709, December 9, 20132022-4-301文獻閱讀2022-4-302

2、文獻閱讀文獻閱讀研究背景 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM）：浸潤至腫瘤組織中的巨噬細(xì)胞，通常與腫瘤的不良預(yù)后相關(guān)。大多數(shù)情況下，TAM，預(yù)后越差；少數(shù)情況，則相反。 TAM具有促腫瘤（M2型）和抗腫瘤（M1型）的雙重作用。M2促血管生成、抑制免疫反應(yīng)；M1促炎癥反應(yīng)，殺傷腫瘤細(xì)胞。 功能相反的TAM占據(jù)腫瘤組織的不同位置。 低氧區(qū)TAM促腫瘤，常氧區(qū)TAM抗腫瘤 巨噬細(xì)胞受到微環(huán)境中特殊信號的“訓(xùn)導(dǎo)”？2022-4-303文獻閱讀文獻閱讀研究背景 Nrp1是Sema3A的受體，已有研究已有研究表明阻斷Nrp1可抑制腫瘤生長，通過抑制多種癌細(xì)胞的血管生成及增殖。 前期研究前期研究表明，Nrp1可作為促

3、血管生成的巨噬細(xì)胞（M2）標(biāo)記物。2022-4-304文獻閱讀研究思路2022-4-30文獻閱讀5Nrp1作為Sema3A受體Nrp1作為促血管生成巨噬細(xì)胞標(biāo)記物，低氧區(qū)的巨噬細(xì)胞促血管生成通過通過阻斷阻斷Sema3A/Nrp1Sema3A/Nrp1信號信號是否可以是否可以抑制巨噬細(xì)胞進入抑制巨噬細(xì)胞進入腫瘤腫瘤低氧區(qū)低氧區(qū)，從而，從而起到起到抗抗血管生成并恢復(fù)抗血管生成并恢復(fù)抗腫瘤腫瘤免疫的作用？免疫的作用？阻斷Nrp1 ，抑制血管生成，抗腫瘤生長1.巨噬細(xì)胞中NRP1缺失抑制腫瘤生長2.NRP1缺失阻止巨噬細(xì)胞進入低氧區(qū)8.Sema3A限制了TAM在腫瘤組織中位置5.低氧區(qū)巨噬細(xì)胞的NRP

4、1的轉(zhuǎn)錄受到抑制7.NRP1表達(dá)與否Sema3A活化相反信號途徑3.NRP1缺失導(dǎo)致TAM再分布抑制腫瘤生長6.低氧調(diào)節(jié)NRP1限制巨噬細(xì)胞對Sema3A的應(yīng)答4.NRP1缺失導(dǎo)致TAM再分布恢復(fù)抗腫瘤免疫/減少血管生成阻斷Sema3A/Nrp1信號抑制巨噬細(xì)胞進入低氧區(qū)抗腫瘤的作用機制研究內(nèi)容2022-4-306文獻閱讀表型表型機制機制研究結(jié)果：1.巨噬細(xì)胞中NRP1的缺失抑制腫瘤生長建立LysM-Cre;Nrp1L/L轉(zhuǎn)基因小鼠（簡稱L/L） ，特征：TAM中Nrp1的表達(dá)下降92%，單核細(xì)胞中Nrp1下降81%，TAN或DC中Nrp1下降60%。對照組LysM-Cre;Nrp1+/+簡稱

5、野生型WT，基本正常。2022-4-307文獻閱讀文獻閱讀研究結(jié)果：1.巨噬細(xì)胞中NRP1的缺失抑制腫瘤生長2022-4-308文獻閱讀研究結(jié)果：1.巨噬細(xì)胞中NRP1的缺失抑制腫瘤生長建立iCSF1R-Cre;Nrp1L/L轉(zhuǎn)基因小鼠，特異性刪失TAM中Nrp1，其他骨髓細(xì)胞中Nrp1的表達(dá)不受影響。對照組iCSF1R-Cre;Nrp1+/+簡稱野生型WT，基本正常。2022-4-309文獻閱讀研究結(jié)果：2.巨噬細(xì)胞中NRP1的缺失阻止其進入低氧區(qū)對比WT組，Nrp1缺失組（即L/L），TAM總的數(shù)量增加；且低氧區(qū)的面積擴大2022-4-3010文獻閱讀研究結(jié)果：2.巨噬細(xì)胞中NRP1的缺失

6、阻止其進入低氧區(qū)對比WT組，Nrp1缺失組（即L/L），TAM主要集中在常氧區(qū)，而在低氧區(qū)中的數(shù)量減少在iCSF1R-Cre;Nrp1L/L轉(zhuǎn)基因小鼠觀察到相同的結(jié)果2022-4-3011文獻閱讀文獻閱讀研究結(jié)果：3.NRP1缺失導(dǎo)致TAM再分布抑制原位和自發(fā)性腫瘤生長建立兩種原位腫瘤模型（LLC原位肺癌模型、Panc02原位胰腺癌模型）和PyMT自發(fā)性乳腺癌模型，同樣證實Nrp1缺失可以導(dǎo)致TAM再分布，并抑制腫瘤生長，說明Nrp1缺失效應(yīng)與腫瘤組織來源無關(guān)2022-4-3012文獻閱讀研究結(jié)果：3.NRP1缺失導(dǎo)致TAM再分布抑制原位和自發(fā)性腫瘤生長2022-4-3013文獻閱讀研究結(jié)果：

7、3.NRP1缺失導(dǎo)致TAM再分布抑制原位和自發(fā)性腫瘤生長2022-4-3014文獻閱讀文獻閱讀研究結(jié)果：4.NRP1缺失導(dǎo)致TAM再分布恢復(fù)免疫功能及減少血管生成前面觀察到LysM-Cre;Nrp1L/L轉(zhuǎn)基因小鼠TAM不能進入腫瘤低氧區(qū)，那么這將對TAM功能表型有何影響？方法：將分離自轉(zhuǎn)基因小鼠的TAM與EC共培養(yǎng)2022-4-3015文獻閱讀研究結(jié)果：4.NRP1缺失導(dǎo)致TAM再分布恢復(fù)免疫功能及減少血管生成來自L/L組TAM促EC遷移和毛細(xì)血管網(wǎng)形成減少釋放更多NO、對腫瘤細(xì)胞更具細(xì)胞毒性，促進T細(xì)胞增殖2022-4-3016文獻閱讀文獻閱讀研究結(jié)果：4.NRP1缺失導(dǎo)致TAM再分布恢復(fù)

8、免疫功能及減少血管生成促進CD8+CTL增殖2022-4-3017文獻閱讀文獻閱讀研究結(jié)果：4.NRP1缺失導(dǎo)致TAM再分布恢復(fù)免疫功能及減少血管生成Th1因子增多2022-4-3018文獻閱讀文獻閱讀研究結(jié)果：4.NRP1缺失導(dǎo)致TAM再分布恢復(fù)免疫功能及減少血管生成呈現(xiàn)M1型增多、M2型減少（M1表達(dá)NOS2/Cxcl9/Il-12/Cxcl10，M2表達(dá)Arg1/Ym1/Il-10/Ccl22）2022-4-3019文獻閱讀研究結(jié)果：5.缺氧巨噬細(xì)胞的NRP1的轉(zhuǎn)錄受到抑制明確Nrp1的效應(yīng)之后，進一步研究了Nrp1調(diào)控TAM在缺氧區(qū)域的定位機制2022-4-3020文獻閱讀研究結(jié)果：5

9、.缺氧巨噬細(xì)胞的NRP1的轉(zhuǎn)錄受到抑制進一步探索缺氧抑制巨噬細(xì)胞中Nrp1表達(dá)的分子機制， HIF-2可以抑制Nrp1表達(dá)過表達(dá)NF-kB的亞基p50 / p65，在Hif2a-KO或Ikbkb-KO巨噬細(xì)胞中將恢復(fù)Nrp1轉(zhuǎn)錄抑制2022-4-3023文獻閱讀研究結(jié)果：5.缺氧巨噬細(xì)胞的NRP1的轉(zhuǎn)錄受到抑制 HIF-2在巨噬細(xì)胞中的低氧穩(wěn)定作用解開了經(jīng)由IKK介導(dǎo)的NF-kB經(jīng)典途徑。因此，釋放活化的p50 / p65異質(zhì)二聚體可以阻斷Nrp1的表達(dá)。2022-4-3024文獻閱讀研究結(jié)果：5.缺氧巨噬細(xì)胞的NRP1的轉(zhuǎn)錄受到抑制與常氧區(qū)的BMDM或者TAM比較，缺氧區(qū)中的缺氧應(yīng)答基因Fl

10、t1（編碼VEGFR1）上調(diào)，而Nrp1的缺失并不影響這種調(diào)節(jié)作用2022-4-3021文獻閱讀研究結(jié)果：5.缺氧巨噬細(xì)胞的NRP1的轉(zhuǎn)錄受到抑制腫瘤的缺氧區(qū)域，Sema3a/Vegfa的表達(dá)都上調(diào)了（Fig F/G）。2022-4-3022文獻閱讀研究結(jié)果：6.受缺氧調(diào)節(jié)的Nrp1限定了巨噬細(xì)胞對Sema3A的應(yīng)答Sema3A趨化巨噬細(xì)胞必需Nrp1，但VEGF164不是。VEGF120(不能有效綁定Nrp1)與VEGF164一樣具有趨化WT和Nrp1-KO BMDMs的作用(FA)。Nrp1的缺失導(dǎo)致對Sema3A 、VEGF164對巨噬細(xì)胞趨化能力減弱，而VEGF120的能力沒有變化。2

11、022-4-3025文獻閱讀研究結(jié)果：6.受缺氧調(diào)節(jié)的Nrp1限定了巨噬細(xì)胞對Sema3A的應(yīng)答聯(lián)合應(yīng)用VEGF164/Sema3A比單用VEGF164效應(yīng)低，NRP1缺失時，Sema3A拮抗VEGF的趨化效應(yīng)。2022-4-3026文獻閱讀研究結(jié)果：6.受缺氧調(diào)節(jié)的Nrp1限定了巨噬細(xì)胞對Sema3A的應(yīng)答通過細(xì)胞的綁定實驗證實，顯示Sema3A可以非常明顯的綁定在Nrp1-KO細(xì)胞上。因此，Sema3A能與Nrp1-KO巨噬細(xì)胞發(fā)生相互作用。2022-4-3027文獻閱讀研究結(jié)果：6.受缺氧調(diào)節(jié)的Nrp1限定了巨噬細(xì)胞對Sema3A的應(yīng)答CCL21具有將巨噬細(xì)胞從缺氧區(qū)域吸引出來。Sema

12、3A降低Nrp1-KO或者缺氧WT小鼠中巨噬細(xì)胞對CCL21的誘使活動。2022-4-3028文獻閱讀文獻閱讀研究結(jié)果：7.根據(jù)Nrp1表達(dá)與否Sema3A活化相反的信號Sema3A誘導(dǎo)VEGFR1 Tyr1213磷酸化。Nrp1缺失的巨噬細(xì)胞完全廢除Sema3A依賴的VEGFR1的活化，導(dǎo)致對VEGF的應(yīng)答沒有明顯影響。2022-4-3029文獻閱讀研究結(jié)果：7.根據(jù)Nrp1表達(dá)與否Sema3A活化相反的信號敲低VEGFR1將抑制Sema3A或者VEGF164對WT和Nrp-KO巨噬細(xì)胞的趨化活動，提示Nrp1需要VEGFR1去轉(zhuǎn)化Sema3A介導(dǎo)的吸引性信號。2022-4-3030文獻閱讀

13、研究結(jié)果：7.根據(jù)Nrp1表達(dá)與否Sema3A活化相反的信號沉默PlexinA1或者A4，可停止Sema3A介導(dǎo)的VEGFR1磷酸化和遷移能力，與Nrp1基因刪失效果一致。2022-4-3031文獻閱讀研究結(jié)果：7.根據(jù)Nrp1表達(dá)與否Sema3A活化相反的信號在Nrp1存在的情況下，Sema3A/PlexinA1/A4/信號軸通過VEGFR1激活介導(dǎo)吸引性信號，而在Nrp1缺失的情況下將變?yōu)橥Ｖ剐盘枴?022-4-3032文獻閱讀文獻閱讀研究結(jié)果：8.Sema3A限制TAM在腫瘤組織中的位置建立Nrp1/Sema-基因敲入小鼠，特征：Sema3A-Nrp1結(jié)合位點破壞，而與VEGF164的結(jié)

14、合不受影響。Nrp1/Sema-巨噬細(xì)胞不能朝向Sema3A遷移，而對VEGF164或者VEGF120都能正常遷移。2022-4-3033文獻閱讀研究結(jié)果：8.Sema3A限制TAM在腫瘤組織中的位置Nrp1/Sema-基因敲入小鼠，同樣顯示腫瘤生長抑制及血管生成減少，并伴有缺氧區(qū)的擴大和TAM總數(shù)的增加2022-4-3034文獻閱讀研究結(jié)果：8.Sema3A限制TAM在腫瘤組織中的位置同樣， Nrp1/Sema-巨噬細(xì)胞不能進入腫瘤缺氧區(qū)域，與 LysM-Cre;Nrp1L/L小鼠中巨噬細(xì)胞表型類似。2022-4-3035文獻閱讀研究結(jié)果：8.Sema3A限制TAM在腫瘤組織中的位置將沉默S

15、ema3A的LLC細(xì)胞株（LLC-Sh3A）注入WT和LysM-Cre;Nrp1L/L小鼠中，觀察到相同的結(jié)果。2022-4-3036文獻閱讀文獻閱讀結(jié)論 闡釋了TAM從血管周圍/常氧區(qū)進入無血管/低氧區(qū)，并定位于腫瘤低氧區(qū)域的作用機制：首先依靠Sema3A介導(dǎo)的Nrp1/PlexinA1/A4/VEGFR1信號途徑，吸引TAM進入低氧區(qū)，隨后受低氧調(diào)節(jié)Nrp1表達(dá)下調(diào)，再通過Sema3A介導(dǎo)的Nrp1非依賴的PlexinA1/A4停止信號，限制TAM于低氧區(qū)域，從而使TAM呈現(xiàn)促腫瘤的表型。 TAM的異質(zhì)性取決于它們的定位區(qū)域，而位置的確定與Sema3A/Nrp1信號通路密切相關(guān)。2022-