LRRC15+ 근섬유아세포는 종양 면역을 억제하기 위해 간질 설정점을 지시합니다.

Jun 24, 2023

Nature 611권, 148~154페이지(2022)이 기사 인용

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쥐와 인간 모두에서 암에 대한 최근의 단일 세포 연구를 통해 고도로 제한된 류신 풍부 반복 함유 단백질 15(LRRC15)1,2,3으로 특이적으로 표시되는 근섬유아세포 집단의 출현이 확인되었습니다. 그러나 LRRC15+ 암 관련 섬유아세포(CAF)의 발달과 항종양 면역에 대한 직접적인 영향의 기초가 되는 분자 신호는 특성화되어 있지 않습니다. 여기 췌장암 마우스 모델에서 우리는 건강한 더마토폰틴+ 보편적 섬유아세포의 TGFβ 수용체 유형 2 신호가 암 관련 LRRC15+ 근섬유아세포의 발달에 필수적이라는 생체 내 유전적 증거를 제공합니다. 이 축은 또한 주로 인간 암의 섬유아세포 계통 다양성을 주도합니다. LRRC15+ CAF를 선택적으로 고갈시키기 위해 새로 개발된 Lrrc15-디프테리아 독소 수용체 녹인 마우스를 사용하여, 우리는 이 집단의 고갈이 전체 종양 섬유아세포 함량을 현저하게 감소시킨다는 것을 보여줍니다. 더욱이, CAF 구성은 보편적인 섬유아세포를 향해 재보정됩니다. 이는 종양 침윤 CD8+ T 세포의 직접적인 억제를 완화하여 효과기 기능을 강화하고 항-PDL1 면역 체크포인트 차단에 반응하여 종양 퇴행을 증가시킵니다. 종합적으로, 이러한 발견은 TGFβ 의존성 LRRC15+ CAF가 종양-섬유아세포 설정점을 지시하여 종양 성장을 촉진한다는 것을 입증합니다. 또한 이들 세포는 CD8+ T 세포 기능을 직접적으로 억제하고 체크포인트 차단에 대한 반응을 제한합니다. 질병 유발 LRRC15+ 근섬유아세포의 개체수를 감소시켜 항상성 섬유아세포 설정값을 복원하는 치료법을 개발하면 환자의 생존율과 면역요법에 대한 반응이 향상될 수 있습니다.

CAF는 종양 미세환경(TME)을 형성하고 암 면역요법에 대한 반응에 중요한 역할을 합니다4,5,6. 면역관문차단(ICB) 치료를 받은 환자의 종양에서 얻은 유전자 발현 데이터에 대한 이전 연구에서는 CAF의 풍부함과 면역치료에 대한 반응 부족 사이의 연관성을 추론했습니다7,8. CAF를 적절하게 표적으로 삼는 치료제는 이러한 저항성을 완화할 수 있지만 CAF 이질성에 대한 불완전한 이해와 임상적으로 관련된 하위 집합의 식별로 인해 여전히 제한적입니다. 단일 세포 RNA 시퀀싱(scRNA-seq)을 사용하면 건강하고 질병이 있는 조직에서 간질 세포 환경의 해상도가 높아졌습니다. 췌장관 선암종(PDAC)과 유방암의 CAF 진화에 대한 scRNA-seq 분석에서는 LRRC15로 표시된 활성화된 근섬유아세포(생쥐와 인간 모두에서)가 우세하다는 것을 확인했습니다(참조 1,2,3). 이 CAF 집단은 세포외 기질 및 면역억제1,9,10와 관련된 다수의 유전자를 발현합니다. 임상적으로 암 환자의 대량 RNA-seq 데이터에서 LRRC15+ CAF 유전자 시그니처의 높은 발현은 항 프로그램 사망 리간드 1(PDL1) ICB1에 대한 반응 부족과 관련이 있었습니다. LRRC15+ CAF가 이러한 반응 부족의 기초가 되는지, 아니면 연관성을 유도하는 종양 내재적 특징을 판독하는지 여부는 불분명합니다. 또한 LRRC15+ 근섬유아세포 발달과 항종양 면역에 대한 직접적인 영향을 촉진하는 세포 및 분자 신호의 생체 내 입증이 누락되었습니다.

종양 형성 중 활성 TGFβ 신호 전달과 LRRC15+ 근섬유아세포 형성을 연관시키는 silico 예측에 사용된 최근 scRNA-seq 연구1,3. 별도의 단일 세포 아틀라스 연구에서는 교란된 조직의 활성화된 섬유아세포 하위 집합이 범조직 보편적 섬유아세포에서 발생한다고 추론했습니다. 우리는 보편적 섬유아세포의 TGFβ 신호전달이 종양 진행 중 LRRC15+ 근섬유아세포의 형성에 필수적이라는 것을 제안하면서 이 두 가지 추론 사이의 생체 내 유전적 연결을 제공하는 것을 목표로 했습니다. 우리는 보편적 섬유아세포를 표시하는 세포외 기질 단백질인 더마토폰틴(DPT)을 표적으로 하는 마우스 시스템을 사용했습니다. DptIresCreERT2 마우스를 TGFβ 수용체 유형 2(Tgfbr2에 의해 인코딩된 TGFβR2) floxed 마우스(DptIresCreERT2Tgfbr2fl/fl)와 교배하여 DPT+ 보편적 섬유아세포에서 Tgfbr2의 유도성 및 조건부 녹아웃을 생성했습니다(그림 1a, 상단). Dptwt/wtTgfbr2fl/fl(대조군) 또는 Dptki/kiTgfbr2fl/fl(Dpt 조건부 녹아웃) 마우스를 타목시펜(TAM) 요법에 배치하고 KPR3070(KPR; KrasLSL.G12D/wt;p16/p19fl/wt; p53LSL.R270H/wt;Pdx1.Cre) PDAC 종양 세포1,11. 유세포 분석을 위해 이식 후 21일에 종양을 수집했습니다(그림 1a, 하단). Tgfbr2의 효율적인 녹아웃을 보장하기 위해 피하 KPR 종양이 있는 DptIresCreERT2Rosa26LSLYFP 리포터 마우스 10에서 동일한 TAM 요법(그림 1a에 설명됨)이 처음 수행되었습니다. 이는 순수 피부 조직에 풍부한 섬유아세포 집단인 DPT+ 세포에서 종양 섬유아세포의 어느 정도가 파생되는지 이해하기 위해 수행되었습니다. 이식 21일 후, 종양 내 PDPN+ 섬유아세포의 대부분(약 84%)은 YFP+였습니다(확장 데이터 그림 1a). 결과적으로, Dptki/kiTgfbr2fl/fl 종양의 PDPN+ CAF에서 TGFβR2 발현은 Dptwt/wtTgfbr2fl/fl 종양과 비교하여 약 90% 감소했습니다(확장 데이터 그림 1b). 결과적으로, Dptki/kiTgfbr2fl/fl 종양은 대조군 Dptwt/wtTgfbr2fl/fl 종양과 비교하여 LRRC15+PDPN+ CAF의 총 수가 유의하게 감소했는데, 이는 LRRC15+ 세포가 DPT+ 세포의 TGFβR2 신호 전달에 의존하여 형성된다는 것을 나타냅니다(그림 1). 1b,c). Dptki/kiTgfbr2fl/fl 종양에서 LRRC15+ 세포의 상당한 감소에도 불구하고 PDPN+CD31- 섬유아세포의 총 수는 두 그룹 모두에서 변하지 않았으며 이는 CAF 구획을 유지하기 위한 보상 메커니즘이 발생했음을 나타냅니다(그림 1d).