IL-10通過(guò)PD-L1抑制抗腫瘤免疫，促進(jìn)肝轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移形成。此外，通過(guò)使用IL-10報(bào)告小鼠，F(xiàn)oxp 3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（TCFs）是肝轉(zhuǎn)移部位中IL-10的主要細(xì)胞來(lái)源。因此，在T細(xì)胞中而不是在骨髓細(xì)胞中缺失IL-10導(dǎo)致肝轉(zhuǎn)移減少。

圖：IL-10通過(guò)PD-L1抑制抗腫瘤免疫，促進(jìn)肝轉(zhuǎn)移

肝轉(zhuǎn)移是腫瘤相關(guān)死亡的主要原因之一。在實(shí)體瘤中，結(jié)直腸癌(CRC)是世界范圍內(nèi)最常見的癌癥之一，具有高轉(zhuǎn)移率，其主要轉(zhuǎn)移到肝臟。此外，其他癌癥如肺癌、乳腺癌和皮膚癌也會(huì)轉(zhuǎn)移到肝臟。盡管經(jīng)過(guò)了幾十年的癌癥研究，轉(zhuǎn)移性瘤的治療仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。因此，進(jìn)一步研究轉(zhuǎn)移的形成和進(jìn)展是必要的。肝轉(zhuǎn)移的存在也會(huì)影響治療方案的選擇，因?yàn)樗c免疫檢查點(diǎn)抑制劑的反應(yīng)性降低有關(guān)，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(diǎn)在肝轉(zhuǎn)移中的作用和調(diào)控尚未得到很好的闡述。有趣的是，與原發(fā)性結(jié)直腸癌相比，PD-L1在肝轉(zhuǎn)移中的表達(dá)更高，并且與浸潤(rùn)T細(xì)胞的數(shù)量呈正相關(guān)。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(xì)胞的存活，恢復(fù)免疫治療的療效。因此，對(duì)其調(diào)控規(guī)律的解讀至關(guān)重要。免疫檢查點(diǎn)分子在肝轉(zhuǎn)移中的作用，以增加免疫治療的有效性。

IL-10是IL-10細(xì)胞因子家族的創(chuàng)始成員，被認(rèn)為是免疫調(diào)節(jié)的關(guān)鍵細(xì)胞因子。在過(guò)去十年中，幾項(xiàng)研究分析了IL-10在原發(fā)性癌癥中的作用。在臨床前模型和臨床試驗(yàn)中給予IL-10顯示對(duì)原發(fā)性腫瘤部位的有益作用，從而鑒定IL-10作為不同癌癥實(shí)體患者的新治療方法。事實(shí)上，IL-10似乎通過(guò)增加CD 8 + T細(xì)胞的存活和細(xì)胞毒性在腫瘤免疫學(xué)中發(fā)揮保護(hù)作用。與此一致，據(jù)報(bào)道IL-10在肺癌中具有類似的保護(hù)作用。然而，IL-10在肝轉(zhuǎn)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(lái)自人CRC源性肝轉(zhuǎn)移的器官型切片培養(yǎng)物，并分析了單獨(dú)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(xì)胞組合的針對(duì)IL-10的中和抗體的抗腫瘤作用。有趣的是，作者發(fā)現(xiàn)IL-10阻斷可以增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞治療的有效性。使用幾種小鼠模型，發(fā)現(xiàn)盡管IL-10對(duì)原發(fā)性腫瘤具有保護(hù)作用，但它反而促進(jìn)了肝轉(zhuǎn)移。IL-10不影響癌細(xì)胞外滲，而是影響轉(zhuǎn)移級(jí)聯(lián)的后期階段。具體地，F(xiàn)oxp 3 + Treg衍生的IL-10作用于Foxp 3 + Treg本身，從而擴(kuò)增IL-10的產(chǎn)生。此外，IL-10促進(jìn)單核細(xì)胞上的PD-L1上調(diào)，其隨后抑制CD 8 + T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫監(jiān)視。因此，PD-L1的缺失導(dǎo)致肝轉(zhuǎn)移的減少。總之，這些數(shù)據(jù)將IL-10鑒定為肝轉(zhuǎn)移形成中的促轉(zhuǎn)移因子，并將該細(xì)胞因子表征為PD-L1的調(diào)節(jié)劑。

IL-10信號(hào)傳導(dǎo)受損保護(hù)小鼠免受CRC衍生的肝轉(zhuǎn)移，首先旨在測(cè)試IL-10在肝轉(zhuǎn)移中的作用。為此，將LLC癌細(xì)胞原位注射到盲腸中。盡管IL 10缺陷小鼠和野生型（WT）對(duì)照小鼠的原發(fā)性腫瘤重量相當(dāng)（圖1A、B），但I(xiàn)L-10缺陷小鼠的肝轉(zhuǎn)移比WT對(duì)照小鼠少（圖1C、D）。然后，使用鼠結(jié)腸直腸肝轉(zhuǎn)移（CRLM）衍生的類器官，即MTO 129（圖1 E，F(xiàn)）和MC 38細(xì)胞（圖1G，H）證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)。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(zhuǎn)移形成減少。接下來(lái)，為了具體研究IL-10在CRLM發(fā)展中的作用，使用IL-10受體α（IL-10 Ra）抗體，其在轉(zhuǎn)移誘導(dǎo)前1天施用，隨后在誘導(dǎo)后每3天注射一次。事實(shí)上，肝轉(zhuǎn)移形成期間的IL-10 Ra阻斷顯著減少了肝轉(zhuǎn)移（圖1 I，J）。

圖1： IL-10敲除可以保護(hù)小鼠免受結(jié)直腸癌來(lái)源的肝轉(zhuǎn)移

Foxp 3 + T細(xì)胞是肝轉(zhuǎn)移形成中IL-10的主要來(lái)源。接下來(lái)，鑒定肝轉(zhuǎn)移形成期間IL-10的細(xì)胞來(lái)源。已知IL-10在各種組織和細(xì)胞中廣泛表達(dá)。為了確定IL-10的細(xì)胞來(lái)源，使用了IL-10 GFP-Foxp 3RFP報(bào)告小鼠。在肝轉(zhuǎn)移誘導(dǎo)后，觀察到肝免疫細(xì)胞，特別是CD 4 + T細(xì)胞中IL-10表達(dá)增加（圖2A-D）。值得注意的是，在CD 3-細(xì)胞或CD 8 + T細(xì)胞中未觀察到這種上調(diào)。更具體地說(shuō)，在Foxp 3 + T細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)IL-10的上調(diào)，但在Foxp 3-IL-10+細(xì)胞中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)免疫細(xì)胞（圖2 E-G）。事實(shí)上，F(xiàn)oxp 3 + TcB主要促進(jìn)已建立的肝轉(zhuǎn)移中的IL-10產(chǎn)生（圖2 H）。

圖2：Foxp3+Tregs是肝轉(zhuǎn)移形成過(guò)程中主要產(chǎn)生IL -10的細(xì)胞

具有Foxp 3 + Treg特異性IL-10缺失的小鼠通過(guò)脾內(nèi)MC 38細(xì)胞注射進(jìn)行肝轉(zhuǎn)移誘導(dǎo)（圖3A）。有趣的是，與同窩對(duì)照相比，攜帶Foxp 3 + Treg特異性IL -10缺失的小鼠被保護(hù)免于肝轉(zhuǎn)移（圖3B）。作為對(duì)照，還使用了骨髓細(xì)胞特異性IL-10缺失（LysmCre）的小鼠。重要的是，肝轉(zhuǎn)移負(fù)荷在這些組之間沒(méi)有差異（圖3C）。總的來(lái)說(shuō)，結(jié)果表明，F(xiàn)oxp 3 + T細(xì)胞是肝轉(zhuǎn)移中IL-10的主要功能相關(guān)來(lái)源。

圖3：Foxp3+ treg衍生的IL-10促進(jìn)肝轉(zhuǎn)移形成

Foxp 3 + T細(xì)胞和髓樣細(xì)胞中的IL-10信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)CRLM發(fā)展。為了進(jìn)一步鑒定肝轉(zhuǎn)移形成期間IL-10的潛在靶細(xì)胞，分析了IL-10 Ra表達(dá)。免疫細(xì)胞、癌細(xì)胞、肝細(xì)胞和LSEC。有趣的是，在穩(wěn)態(tài)下，在不同的免疫細(xì)胞亞群中，先天性細(xì)胞和Foxp 3 + T細(xì)胞表達(dá)最高的IL-10 Ra水平（圖4A，B）。此外，它們?cè)谝呀⒌母无D(zhuǎn)移中維持高IL-10 Ra表達(dá)（圖4C、D）。先前已經(jīng)證明，IL-22介導(dǎo)的LSEC和免疫細(xì)胞之間的相互作用通過(guò)增強(qiáng)癌細(xì)胞外滲來(lái)促進(jìn)肝轉(zhuǎn)移。就非T細(xì)胞而言，與嗜中性粒細(xì)胞、B細(xì)胞和其他檢查的免疫細(xì)胞群體相比，骨髓細(xì)胞，特別是樹突細(xì)胞（DC）表現(xiàn)出增加的IL-10 Ra表達(dá)（圖4 E、F）。因此，骨髓細(xì)胞和Foxp 3 + T細(xì)胞被鑒定為肝轉(zhuǎn)移形成期間IL-10的主要靶細(xì)胞。

圖4：樹突狀細(xì)胞、骨髓細(xì)胞和Foxp3+Tregs可對(duì)IL-10產(chǎn)生應(yīng)答

為了進(jìn)一步理解在肝轉(zhuǎn)移背景下免疫細(xì)胞上IL-10信號(hào)傳導(dǎo)的結(jié)果，使用細(xì)胞特異性IL-10 Ra缺陷小鼠模型（圖5A）。脾內(nèi)注射MC 38癌細(xì)胞以在這些小鼠模型中建立肝轉(zhuǎn)移，然后比較它們的肝轉(zhuǎn)移負(fù)荷。有趣的是，在Foxp 3 + T細(xì)胞（圖5 B）和髓樣細(xì)胞（圖5C）中的IL-10消融保護(hù)小鼠免于肝轉(zhuǎn)移。然而，這種保護(hù)在DC中具有IL 10 Ra缺失的小鼠中不存在（圖5D），表明在肝轉(zhuǎn)移形成期間DC中IL-10 R信號(hào)傳導(dǎo)的抑制作用。值得注意的是，產(chǎn)生IL-17的細(xì)胞中的IL-10信號(hào)傳導(dǎo)消除不影響肝轉(zhuǎn)移形成（圖5E）。總的來(lái)說(shuō)，F(xiàn)oxp 3 + T細(xì)胞中的IL-10信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)它們產(chǎn)生IL-10，然后作用于骨髓細(xì)胞，從而促進(jìn)CRLM。

圖5：Foxp3+Tregs和骨髓細(xì)胞中的IL-10信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)結(jié)直腸癌源性肝轉(zhuǎn)移

假設(shè)IL-10可能調(diào)節(jié)骨髓細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞之間的PD-L1/PD-1軸，從而影響抗腫瘤免疫。為了檢驗(yàn)這一假設(shè)，在肝轉(zhuǎn)移誘導(dǎo)后，在從骨髓細(xì)胞特異性IL-10 Ra缺陷小鼠和同窩對(duì)照分離的肝骨髓細(xì)胞中評(píng)估PD-L1表達(dá)（圖6A）。在髓系細(xì)胞中不存在IL-10 Ra的情況下，髓系細(xì)胞中的PD-L1表達(dá)下調(diào)細(xì)胞（圖6 B）。此外，這種IL-10信號(hào)傳導(dǎo)依賴性PD-L1調(diào)節(jié)在骨髓細(xì)胞，特別是單核細(xì)胞中得到進(jìn)一步驗(yàn)證（圖6C）。接下來(lái)，旨在測(cè)試骨髓細(xì)胞中的IL-10信號(hào)傳導(dǎo)是否確實(shí)影響CD 8 + T細(xì)胞的抗腫瘤免疫和癌細(xì)胞殺傷。首先在骨髓細(xì)胞特異性IL 10 Ra缺陷小鼠和同窩對(duì)照中使用MC 38細(xì)胞的脾內(nèi)注射誘導(dǎo)肝轉(zhuǎn)移。然后，從這些小鼠中分離出來(lái)自肝轉(zhuǎn)移的CD 8 + T細(xì)胞，并將其與MC 38癌細(xì)胞共培養(yǎng)。隨后，通過(guò)膜聯(lián)蛋白V和PI染色評(píng)估CD 8 + T細(xì)胞內(nèi)的抗腫瘤因子顆粒酶B以及癌細(xì)胞凋亡（圖6D、E）。與同窩對(duì)照相比，在IL- 10 rafl/ flLysmcre+小鼠中觀察到更高的CD 8 + T細(xì)胞產(chǎn)生的顆粒酶B水平和增加的癌細(xì)胞凋亡（圖6D、E）。為了確認(rèn)對(duì)CD 8 + T細(xì)胞和癌細(xì)胞的作用是否依賴于PD-L1，在脾內(nèi)注射MC 38細(xì)胞后表征了Pdl 1 +/+和Pdl 1-/-小鼠中的CD 8 + T細(xì)胞。為了證實(shí)髓樣細(xì)胞依賴性IL-10信號(hào)傳導(dǎo)的促轉(zhuǎn)移作用是由PD-L1介導(dǎo)的，在肝轉(zhuǎn)移誘導(dǎo)后向ILl0rafl/ fl;Lysmcre+小鼠及其同窩對(duì)照施用PD-L1阻斷治療。在不存在PD-L1抗體的情況下，骨髓細(xì)胞中IL-10 Ra的缺失減少了轉(zhuǎn)移形成。然而，在PD-Ll抗體存在下，IL-10 Ra的缺失不影響轉(zhuǎn)移形成（圖6 F）。這些數(shù)據(jù)表明，髓樣細(xì)胞中IL-10信號(hào)傳導(dǎo)的作用至少部分依賴于PD-L1表達(dá)。總體而言，證明了IL-10誘導(dǎo)單核細(xì)胞中PD-L1表達(dá)，從而減弱CD 8 + T細(xì)胞浸潤(rùn)和抗腫瘤免疫力，最終促進(jìn)肝轉(zhuǎn)移的形成。

圖6：單核細(xì)胞中IL -10介導(dǎo)的PD-L1上調(diào)可減弱CD8+ T細(xì)胞浸潤(rùn)和抗腫瘤免疫

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

原文鏈接：IL-10 通過(guò) PD-L1 誘導(dǎo)抑制抗腫瘤免疫并促進(jìn)肝轉(zhuǎn)移 - PubMed (nih.gov)