近日,南方医科大学南方医院病理科/基础医学院病理学系焦红丽/冶亚平教授团队在《Advanced Science》(IF=14.1)杂志发表了题为“Targeting PLD3 Reverses the Immunosuppressive Niche by Reprogramming Tumor-Associated Macrophages and Potentiates Antitumor Immunity”的研究论文,首次鉴定出以磷脂酶D3(PLD3)为特征标记的TAMs新亚群——PLD3+Macro,揭示了PLD3通过溶酶体-AKT-NF-κB轴驱动巨噬细胞衰老与免疫抑制表型,介导CRC免疫治疗耐药的全新机制,并发现天然小分子化合物Abrine(相思子碱)可通过靶向抑制PLD3重编程TAMs,显著增强抗PD-1治疗疗效。
研究团队首先分析了接受免疫治疗的CRC患者单细胞测序数据集,发现Pld3+Macro巨噬细胞亚群在免疫治疗疾病稳定或疾病进展患者中显著富集,其浸润密度显著高于完全缓解或部分缓解患者。为明确Pld3在巨噬细胞中的功能,团队构建了髓系特异性Pld3敲除小鼠(Pld3△MKO)。小鼠模型证实,Pld3△MKO小鼠肿瘤生长显著受抑,生存期延长。单细胞测序及流式分析结果显示,Pld3△MKO小鼠肿瘤微环境中巨噬细胞浸润减少,T细胞、NKT细胞及NK细胞浸润增加,CD8+T细胞效应分子上调,耗竭标志物表达下调。转录组和蛋白质组学进一步证实,PLD3缺失可下调抗炎标志物,上调促炎介质。机制研究揭示,PLD3通过调控溶酶体-AKT-NF-κB轴驱动巨噬细胞衰老表型及抗炎表型。
基于上述发现,研究团队通过数据筛选及分子对接,鉴定出天然小分子化合物Abrine可高效结合PLD3。体外实验表明,Abrine剂量依赖性地抑制PLD3表达,逆转巨噬细胞免疫抑制表型。体内实验中,Abrine单药治疗显著抑制小鼠MSS型CRC移植瘤生长,延长小鼠生存期,增强CD8+T细胞抗肿瘤效应。更重要的是,Abrine与抗PD-1联合治疗在MSI-H和MSS两种CRC模型中均表现出显著的协同抗肿瘤作用。
综上所述,本研究首次系统阐明Pld3+Macro新亚群在CRC免疫治疗耐药中的关键作用:揭示了PLD3通过溶酶体-AKT-NF-κB轴驱动巨噬细胞衰老与免疫抑制的全新机制。天然小分子化合物Abrine通过靶向抑制PLD3,重塑肿瘤免疫微环境,为克服pMMR/MSS型CRC免疫治疗耐药提供了全新的干预靶点(PLD3)及候选药物(Abrine),具有重要的理论创新价值与临床转化潜力。
南方医科大学南方医院覃兴图博士生、李琼硕士生、许雪梅博士生为论文共同第一作者,南方医科大学南方医院病理科焦红丽教授、冶亚平教授、王姝阳副教授,南方医科大学南方医院普外科余江教授为共同通讯作者。