Nature Medicine｜相反的免疫和遗传机制影响滑膜肉瘤的致癌程序

Nature Medicine｜相反的免疫和遗传机制影响滑膜肉瘤的致癌程序

  滑膜肉瘤（SyS）是由SS18-SSX融合驱动的侵袭性肿瘤，其特征在于低T细胞浸润。有鉴于此，美国哈佛大学-麻省理工学院的Aviv Regev、美国麻萨诸塞州总医院和哈佛医学院的Nicolò Riggi和Mario L. Suvà等研究人员，提出相反的免疫和遗传机制影响SyS的致癌程序。

  滑膜肉瘤是一种侵袭性的间充质肿瘤，在年轻人中占所有软组织肉瘤的10％至20％。滑膜肉瘤均质表达几种免疫原性癌症-睾丸抗原（CTA），这些抗原可被滑膜肉瘤患者外周血中的循环T细胞识别。尽管如此，在这些肿瘤中，T细胞的浸润率仍然非常低，提示存在未知的免疫逃逸机制。SyS的细胞可塑性、干性和独特的遗传学可能解释了尽管表达了免疫原性抗原，但它仍能逃脱免疫监视。SyS由SS18 - SSX融合蛋白驱动，SS18-SSX肿瘤蛋白失调染色质结构和转录过程，产生一系列恶性细胞表型，包括间充质梭形细胞和上皮样细胞(在双相BP肿瘤中)，提示多能分化或间充质向上皮过渡。人类SyS的基因组研究要么依赖于大量组织谱图，要么依赖于已建立的细胞模型，掩盖了肿瘤生态系统的重要方面。由于SyS是一种罕见的肿瘤类型，即使协调一致的大规模测序也只能对有限数量的SyS肿瘤进行分析。

  为了应对这一挑战，开展以下研究：（1）整合设计了一种综合的、数据驱动的方法，将scRNA-seq和人类肿瘤的空间分析与细胞模型中的遗传和药理学干扰相结合研究SyS中的肿瘤-免疫相互作用；（2）通过scRNA-seq分析来自12个人类SyS肿瘤的16,872个细胞，以及肿瘤空间转录组和多重免疫荧光，绘制了SyS生态系统。在所有SyS肿瘤中发现了一种恶性细胞状态，该状态可预测不良预后和免疫逃逸；（3）功能分析显示，这种细胞状态的独特特征是由SS18-SSX融合驱动的，并受到免疫细胞的抑制，特别是通过T细胞和巨噬细胞分泌的细胞因子；（4）通过HDAC和CDK4/6抑制剂的亚细胞毒性组合调节SS18-SSX靶标和细胞增殖，选择性地靶向这种恶性细胞状态，增强了SyS细胞的免疫原性，导致诱导T细胞反应性和T细胞介导的杀伤作用。综上所述，研究者的工作结果为研究融合驱动的肿瘤提供了蓝图，揭示了免疫逃避和致癌过程之间的相互作用，并为控制SyS提供了潜在的治疗策略。

图1 SyS肿瘤细胞生态系统的单细胞图谱

图2 细胞可塑性和核心致癌程序表征SyS细胞

  图3，原位验证程序。使用免疫荧光（Fig a .t-CyCIF）和原位杂交（Fig b,c）检测核心致癌性、上皮和间质标记，c中的箭头指LGALS1+ SyS细胞。

  原位免疫荧光成像：每一轮t-CyCIF的染色玻片都用CyteFinder玻片扫描荧光显微镜（RareCyte）进行成像，使用10×（NA = 0.3）或40×（NA = 0.6）长工作距离物镜。使用Imager5软件（RareCyte）在四个荧光通道种依此扫描感兴趣区域。图像处理处理、背景减去、图像记录、单细胞分割和量化都是按照以前的描述进行的。

  结合来自临床标本和功能实验的单细胞谱，使用综合分析来绘制肿瘤生态系统，揭示双向细胞-细胞相互作用，跟踪遗传驱动因素对恶性和非恶性细胞的直接和间接影响，在SyS中解耦致癌细胞状态的内在和外在调节因子。结果表明，遗传驱动和肿瘤微环境协调地塑造了SyS中的细胞状态，并提出了针对积极抑制SyS免疫原性的内在致瘤机制的治疗方法。