癌癥嚴(yán)重威脅人類的健康,，很多家庭因?yàn)榛忌习┌Y而遭遇不幸。而目前癌癥的臨床主要治療方案還是手術(shù)放療為主,。但是這個(gè)方法往往會(huì)帶來(lái)很多副作用,，因此,，更好地理解定義癌細(xì)胞和免疫細(xì)胞之間相互作用的特征對(duì)于開(kāi)發(fā)新的癌癥療法非常重要,。然而，重點(diǎn)往往是在原發(fā)腫瘤及其微環(huán)境中發(fā)生的相互作用,，而免疫細(xì)胞在腫瘤進(jìn)展期間的作用仍然很大程度上沒(méi)有表征,。循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）是幾種類型的腫瘤轉(zhuǎn)移的前提，并且偶爾在血流中發(fā)現(xiàn)與非惡性細(xì)胞如白細(xì)胞（WBC）相關(guān),。CTC-WBC簇在轉(zhuǎn)移發(fā)展中的作用以及在血液傳播期間控制CTC和WBC之間相互作用的原理在很大程度上沒(méi)有被描述,。這些CTC相關(guān)WBC的特性和功能，以及定義WBC和CTC之間相互作用的分子機(jī)制尚不清楚,。

在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究中,，研究者分離和表征了個(gè)體CTC相關(guān)的WBC，以及來(lái)自乳腺癌患者和小鼠模型的每個(gè)CTC-WBC簇內(nèi)的相應(yīng)癌細(xì)胞,。研究者使用單細(xì)胞RNA測(cè)序來(lái)顯示其中的大多數(shù)病例中,，CTC與中性粒細(xì)胞有關(guān)。

研究者首先試圖確定乳腺癌和小鼠模型患者中CTC-WBC簇的數(shù)量和組成,。從70名患有侵襲性乳腺癌的患者以及來(lái)自五種不同的乳腺癌小鼠模型中獲得了血液樣本,，并且使用Parsortix微流體裝置（圖1a-e）富集了CTC。研究者將CTC染色為癌癥相關(guān)細(xì)胞表面標(biāo)志物EpCAM,，HER2和EGFR,，或直接成像以表達(dá)GFP，并標(biāo)記為CD45以識(shí)別WBC（圖1f）,。在70名患者中,，34名（48.6％）具有可檢測(cè)的CTC，平均每7.5 ml血液中有22個(gè)CTC,。盡管大多數(shù)CTC是單一的（88.0％）,，研究者還檢測(cè)到CTC簇（8.6％）和CTC-WBC簇（3.4％）（圖1g，h）,。同樣,，研究者觀察到CTC-WBC簇存在于研究者測(cè)試的所有小鼠模型中，包括具有免疫缺陷或免疫活性背景的小鼠模型,，占CTC總數(shù)的0.05％至61％（圖1i,，j）,。值得注意的是，當(dāng)從毛細(xì)血管床上游抽取血液而不是下游位置時(shí),，CTC豐度和比率顯著改變,，這表明聚集的CTC早期脫落但可能在到達(dá)外圍之前被捕獲在毛細(xì)血管中（圖1k-n）。因此,，在外周循環(huán)中罕見(jiàn)的CTC-WBC簇在乳腺癌患者和小鼠模型中始終存在,。

圖1

 隨后，研究者探索了哪些細(xì)胞因子由CTC相關(guān)的嗜中性粒細(xì)胞表達(dá),，并且通過(guò)在相應(yīng)的癌細(xì)胞中同時(shí)表達(dá)匹配的細(xì)胞因子受體,。研究者發(fā)現(xiàn)編碼四種細(xì)胞因子（TNF-α，OSM,，IL-1β和IL-6）的基因最常由患者或患者來(lái)源的小鼠模型的CTC相關(guān)中性粒細(xì)胞表達(dá),，并通過(guò)其相應(yīng)的受體表達(dá)匹配癌細(xì)胞（圖2a）。通過(guò)反向方法,，研究者還發(fā)現(xiàn)來(lái)自CTC-中性粒細(xì)胞簇的CTC最常表達(dá)編碼細(xì)胞因子的基因,，如CSF1，CSF3（也稱為粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF））,，TGF-β3和IL-15,，可能參與嗜中性粒細(xì)胞刺激，而相應(yīng)的嗜中性粒細(xì)胞表達(dá)其受體（圖2b）,。研究者觀察到24小時(shí)體外處理（與中性粒細(xì)胞壽命一致）與IL-6,，IL-1β或兩者都足以在傳播時(shí)賦予4T1細(xì)胞增殖優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致更快的轉(zhuǎn)移發(fā)展和更短的小鼠總體存活（圖2c-e）,。此外,，CRISPR介導(dǎo)的癌細(xì)胞中IL-6或IL-1β受體的敲除（即IL6ST和IL1R1）并未改變自發(fā)產(chǎn)生的CTC中性粒細(xì)胞簇的頻率，但確實(shí)抑制了它們的增殖優(yōu)勢(shì)（圖2f -h）,。

圖2

研究者接下來(lái)試圖找出CTC-中性粒細(xì)胞群的脆弱之處,，而不是針對(duì)整個(gè)中性粒細(xì)胞群。為此,，研究者研究了由CTC-中性粒細(xì)胞簇表達(dá)的細(xì)胞-細(xì)胞連接對(duì),，以及可能介導(dǎo)它們的異型細(xì)胞結(jié)合（圖3a，b）,。研究者在體內(nèi)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于CRISPR-Cas9的損失功能篩選,，其中攜帶F11r，Icam1,，Itgb2和Vcam1個(gè)體敲除的細(xì)胞被注射到受體小鼠的乳腺中,，然后是CTC靶向條形碼測(cè)序揭示選擇性單指導(dǎo)RNA（sgRNA）缺失，突出顯示基因敲除不允許CTC-中性粒細(xì)胞簇的形成（圖4a-b）。值得注意的是,，研究者觀察到原發(fā)腫瘤細(xì)胞中原代腫瘤生長(zhǎng)和選擇性sgRNA缺失沒(méi)有差異（圖3c,，d），表明F11r,，Icam1,，Itgb2或Vcam1的敲除不影響原發(fā)腫瘤的增殖。但是,，研究者發(fā)現(xiàn)Vcam1中有四個(gè)sgRNA選擇性地從CTC中性粒細(xì)胞簇中的CTC中脫落,，但仍然存在于CTC中（圖4c），突出了VCAM1對(duì)CTC-中性粒細(xì)胞簇形成的必要性,。研究者使用單獨(dú)的sgRNA進(jìn)一步驗(yàn)證了這一發(fā)現(xiàn)（圖3e,，圖4d）。因此,，Vcam1在功能上介導(dǎo)CTC和嗜中性粒細(xì)胞之間的相互作用,，其抑制作用可阻止CTC-中性粒細(xì)胞簇的形成,。

圖3

圖4

總而言之,，研究者的數(shù)據(jù)提供了在血液傳播過(guò)程中定義癌細(xì)胞和免疫細(xì)胞之間相互作用的過(guò)程的見(jiàn)解。研究者提出了一種模型,，其中嗜中性粒細(xì)胞直接與CTC相互作用,，以支持循環(huán)中的細(xì)胞周期進(jìn)展并加速轉(zhuǎn)移接種。這種轉(zhuǎn)移性擴(kuò)散機(jī)制和CTC中性粒細(xì)胞簇可能在治療上被靶向的可能性提供了減少乳腺癌擴(kuò)散的機(jī)會(huì),。

參考文獻(xiàn):

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