IL-10通過PD-L1抑制抗腫瘤免疫，促進肝轉移

IL-10缺陷小鼠和IL-10受體α抗體治療的小鼠可防止肝轉移形成。此外，通過使用IL-10報告小鼠，Foxp 3+調節性T細胞（TCFs）是肝轉移部位中IL-10的主要細胞來源。因此，在T細胞中而不是在骨髓細胞中缺失IL-10導致肝轉移減少。

圖：IL-10通過PD-L1抑制抗腫瘤免疫，促進肝轉移

肝轉移是腫瘤相關死亡的主要原因之一。在實體瘤中，結直腸癌(CRC)是世界范圍內最常見的癌癥之一，具有高轉移率，其主要轉移到肝臟。此外，其他癌癥如肺癌、乳腺癌和皮膚癌也會轉移到肝臟。盡管經過了幾十年的癌癥研究，轉移性瘤的治療仍然是一個挑戰。因此，進一步研究轉移的形成和進展是必要的。肝轉移的存在也會影響治療方案的選擇，因為它與免疫檢查點抑制劑的反應性降低有關，例如抗程序性死亡1 (PD-1)和抗程序性死亡配體1 (PD-L1)抗體免疫檢查點在肝轉移中的作用和調控尚未得到很好的闡述。有趣的是，與原發性結直腸癌相比，PD-L1在肝轉移中的表達更高，并且與浸潤T細胞的數量呈正相關。此外，研究表明，放射治療，特別是肝臟放射治療，可以增加腫瘤特異性T細胞的存活，恢復免疫治療的療效。因此，對其調控規律的解讀至關重要。免疫檢查點分子在肝轉移中的作用，以增加免疫治療的有效性。

IL-10是IL-10細胞因子家族的創始成員，被認為是免疫調節的關鍵細胞因子。在過去十年中，幾項研究分析了IL-10在原發性癌癥中的作用。在臨床前模型和臨床試驗中給予IL-10顯示對原發性腫瘤部位的有益作用，從而鑒定IL-10作為不同癌癥實體患者的新治療方法。事實上，IL-10似乎通過增加CD 8 + T細胞的存活和細胞毒性在腫瘤免疫學中發揮保護作用。與此一致，據報道IL-10在肺癌中具有類似的保護作用。然而，IL-10在肝轉移中的作用迄今為止描述得很少，除了最近的體外研究。在本研究中，使用來自人CRC源性肝轉移的器官型切片培養物，并分析了單獨作為治療和與外源性施用的癌胚抗原特異性嵌合抗原受體T（CAR-T）細胞組合的針對IL-10的中和抗體的抗腫瘤作用。有趣的是，作者發現IL-10阻斷可以增強CAR-T細胞治療的有效性。使用幾種小鼠模型，發現盡管IL-10對原發性腫瘤具有保護作用，但它反而促進了肝轉移。IL-10不影響癌細胞外滲，而是影響轉移級聯的后期階段。具體地，Foxp 3 + Treg衍生的IL-10作用于Foxp 3 + Treg本身，從而擴增IL-10的產生。此外，IL-10促進單核細胞上的PD-L1上調，其隨后抑制CD 8 + T細胞介導的免疫監視。因此，PD-L1的缺失導致肝轉移的減少。總之，這些數據將IL-10鑒定為肝轉移形成中的促轉移因子，并將該細胞因子表征為PD-L1的調節劑。

IL-10信號傳導受損保護小鼠免受CRC衍生的肝轉移，首先旨在測試IL-10在肝轉移中的作用。為此，將LLC癌細胞原位注射到盲腸中。盡管IL 10缺陷小鼠和野生型（WT）對照小鼠的原發性腫瘤重量相當（圖1A、B），但IL-10缺陷小鼠的肝轉移比WT對照小鼠少（圖1C、D）。然后，使用鼠結腸直腸肝轉移（CRLM）衍生的類器官，即MTO 129（圖1 E，F）和MC 38細胞（圖1G，H）證實了這一發現。在兩種模型中，觀察到與WT同窩小鼠相比，IL 10缺陷小鼠的肝轉移形成減少。接下來，為了具體研究IL-10在CRLM發展中的作用，使用IL-10受體α（IL-10 Ra）抗體，其在轉移誘導前1天施用，隨后在誘導后每3天注射一次。事實上，肝轉移形成期間的IL-10 Ra阻斷顯著減少了肝轉移（圖1 I，J）。

圖1： IL-10敲除可以保護小鼠免受結直腸癌來源的肝轉移

Foxp 3 + T細胞是肝轉移形成中IL-10的主要來源。接下來，鑒定肝轉移形成期間IL-10的細胞來源。已知IL-10在各種組織和細胞中廣泛表達。為了確定IL-10的細胞來源，使用了IL-10 GFP-Foxp 3RFP報告小鼠。在肝轉移誘導后，觀察到肝免疫細胞，特別是CD 4 + T細胞中IL-10表達增加（圖2A-D）。值得注意的是，在CD 3-細胞或CD 8 + T細胞中未觀察到這種上調。更具體地說，在Foxp 3 + T細胞中發現IL-10的上調，但在Foxp 3-IL-10+細胞中沒有發現免疫細胞（圖2 E-G）。事實上，Foxp 3 + TcB主要促進已建立的肝轉移中的IL-10產生（圖2 H）。

圖2：Foxp3+Tregs是肝轉移形成過程中主要產生IL -10的細胞

具有Foxp 3 + Treg特異性IL-10缺失的小鼠通過脾內MC 38細胞注射進行肝轉移誘導（圖3A）。有趣的是，與同窩對照相比，攜帶Foxp 3 + Treg特異性IL -10缺失的小鼠被保護免于肝轉移（圖3B）。作為對照，還使用了骨髓細胞特異性IL-10缺失（LysmCre）的小鼠。重要的是，肝轉移負荷在這些組之間沒有差異（圖3C）。總的來說，結果表明，Foxp 3 + T細胞是肝轉移中IL-10的主要功能相關來源。

圖3：Foxp3+ treg衍生的IL-10促進肝轉移形成

Foxp 3 + T細胞和髓樣細胞中的IL-10信號傳導促進CRLM發展。為了進一步鑒定肝轉移形成期間IL-10的潛在靶細胞，分析了IL-10 Ra表達。免疫細胞、癌細胞、肝細胞和LSEC。有趣的是，在穩態下，在不同的免疫細胞亞群中，先天性細胞和Foxp 3 + T細胞表達最高的IL-10 Ra水平（圖4A，B）。此外，它們在已建立的肝轉移中維持高IL-10 Ra表達（圖4C、D）。先前已經證明，IL-22介導的LSEC和免疫細胞之間的相互作用通過增強癌細胞外滲來促進肝轉移。就非T細胞而言，與嗜中性粒細胞、B細胞和其他檢查的免疫細胞群體相比，骨髓細胞，特別是樹突細胞（DC）表現出增加的IL-10 Ra表達（圖4 E、F）。因此，骨髓細胞和Foxp 3 + T細胞被鑒定為肝轉移形成期間IL-10的主要靶細胞。

圖4：樹突狀細胞、骨髓細胞和Foxp3+Tregs可對IL-10產生應答

為了進一步理解在肝轉移背景下免疫細胞上IL-10信號傳導的結果，使用細胞特異性IL-10 Ra缺陷小鼠模型（圖5A）。脾內注射MC 38癌細胞以在這些小鼠模型中建立肝轉移，然后比較它們的肝轉移負荷。有趣的是，在Foxp 3 + T細胞（圖5 B）和髓樣細胞（圖5C）中的IL-10消融保護小鼠免于肝轉移。然而，這種保護在DC中具有IL 10 Ra缺失的小鼠中不存在（圖5D），表明在肝轉移形成期間DC中IL-10 R信號傳導的抑制作用。值得注意的是，產生IL-17的細胞中的IL-10信號傳導消除不影響肝轉移形成（圖5E）。總的來說，Foxp 3 + T細胞中的IL-10信號傳導促進它們產生IL-10，然后作用于骨髓細胞，從而促進CRLM。

圖5：Foxp3+Tregs和骨髓細胞中的IL-10信號傳導促進結直腸癌源性肝轉移

假設IL-10可能調節骨髓細胞和細胞毒性T細胞之間的PD-L1/PD-1軸，從而影響抗腫瘤免疫。為了檢驗這一假設，在肝轉移誘導后，在從骨髓細胞特異性IL-10 Ra缺陷小鼠和同窩對照分離的肝骨髓細胞中評估PD-L1表達（圖6A）。在髓系細胞中不存在IL-10 Ra的情況下，髓系細胞中的PD-L1表達下調細胞（圖6 B）。此外，這種IL-10信號傳導依賴性PD-L1調節在骨髓細胞，特別是單核細胞中得到進一步驗證（圖6C）。接下來，旨在測試骨髓細胞中的IL-10信號傳導是否確實影響CD 8 + T細胞的抗腫瘤免疫和癌細胞殺傷。首先在骨髓細胞特異性IL 10 Ra缺陷小鼠和同窩對照中使用MC 38細胞的脾內注射誘導肝轉移。然后，從這些小鼠中分離出來自肝轉移的CD 8 + T細胞，并將其與MC 38癌細胞共培養。隨后，通過膜聯蛋白V和PI染色評估CD 8 + T細胞內的抗腫瘤因子顆粒酶B以及癌細胞凋亡（圖6D、E）。與同窩對照相比，在IL- 10 rafl/ flLysmcre+小鼠中觀察到更高的CD 8 + T細胞產生的顆粒酶B水平和增加的癌細胞凋亡（圖6D、E）。為了確認對CD 8 + T細胞和癌細胞的作用是否依賴于PD-L1，在脾內注射MC 38細胞后表征了Pdl 1 +/+和Pdl 1-/-小鼠中的CD 8 + T細胞。為了證實髓樣細胞依賴性IL-10信號傳導的促轉移作用是由PD-L1介導的，在肝轉移誘導后向ILl0rafl/ fl;Lysmcre+小鼠及其同窩對照施用PD-L1阻斷治療。在不存在PD-L1抗體的情況下，骨髓細胞中IL-10 Ra的缺失減少了轉移形成。然而，在PD-Ll抗體存在下，IL-10 Ra的缺失不影響轉移形成（圖6 F）。這些數據表明，髓樣細胞中IL-10信號傳導的作用至少部分依賴于PD-L1表達。總體而言，證明了IL-10誘導單核細胞中PD-L1表達，從而減弱CD 8 + T細胞浸潤和抗腫瘤免疫力，最終促進肝轉移的形成。

圖6：單核細胞中IL -10介導的PD-L1上調可減弱CD8+ T細胞浸潤和抗腫瘤免疫

總之，肝臟是腫瘤轉移最常見的器官之一。肝轉移的存在是免疫抑制微環境和免疫治療效果降低的原因。從機制上講，IL-10以自分泌方式作用于TcB，從而進一步放大IL-10的產生。此外，IL-10作用于骨髓細胞，即單核細胞，并誘導免疫檢查點蛋白PD-L1的上調。最后，PD-L1/PD-1軸減弱了針對轉移性病變的CD 8依賴性細胞毒性的抗腫瘤效果。

原文鏈接：IL-10 通過 PD-L1 誘導抑制抗腫瘤免疫并促進肝轉移 - PubMed (nih.gov)