傷害感受神經(jīng)是感覺神經(jīng)系統(tǒng)中專門感受傷害性刺激，傳導(dǎo)疼痛信號的神經(jīng)元。有研究指出傷害感受神經(jīng)不僅能傳導(dǎo)疼痛，在被有害刺激激活后其神經(jīng)末梢會釋放神經(jīng)肽、神經(jīng)遞質(zhì)，以此來調(diào)節(jié)固有免疫細胞和獲得性免疫細胞的功能。2022年11月，Nature雜志上發(fā)表了一篇題為“Nociceptor neurons affect cancer immunosurveillance”的文章，在這項研究中，研究者發(fā)現(xiàn)黑色素瘤細胞與傷害感受神經(jīng)元相互作用，促進神經(jīng)突起的生長，神經(jīng)元釋放的神經(jīng)肽CGRP，使CD8⁺ T細胞衰竭，限制了它們消除黑色素瘤的能力，而去除神經(jīng)分布，可以激活腫瘤免疫。

研究者最初在黑色素瘤活檢組織中觀察到傷害感受神經(jīng)元（TRPV1標記）比相鄰的健康組織增加了約兩倍，并且活檢組織轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中神經(jīng)元來源基因顯著表達。于是建立小鼠模型，將帶有GFP的黑色素瘤(B16F10-eGFP)細胞系接種到小鼠中，植入22天后發(fā)現(xiàn)腫瘤周圍和腫瘤內(nèi)部有大量的傷害受體神經(jīng)元，說明黑素瘤促進了神經(jīng)元軸突生成。接著通過鈣通量測量發(fā)現(xiàn)傷害受體神經(jīng)元與B16F10細胞共培養(yǎng)時，辣椒素、異硫氰酸烯丙酯和ATP刺激可以促進反應(yīng)神經(jīng)元的數(shù)量顯著增加。研究人員將背根神經(jīng)節(jié)(DRG)神經(jīng)元與B16F10細胞共培養(yǎng)96 h，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元在培養(yǎng)基中主動釋放降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)。接著將DRG單獨或與B16F10-m Cherry-OVA細胞聯(lián)合培養(yǎng)48 h后，收集TRPV1⁺傷害受體通過RNA測序，發(fā)現(xiàn)編碼CGRP的基因Calca和NGF受體Trka過表達。這表明黑色素瘤可以激活傷害受體神經(jīng)元主動分泌CGRP。(見圖1)

研究者設(shè)計了一套模擬黑色素瘤微環(huán)境的共培養(yǎng)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)黑色素瘤癌細胞與DRG神經(jīng)元或OVA特異性細胞毒性CD8⁺ T細胞共培養(yǎng)時，黑色素瘤癌細胞中的分泌型白細胞蛋白酶抑制劑（SLPI）過表達，且SLPI在培養(yǎng)基中的分泌效果在48 h后達到最大。接著，研究者用鈣顯微鏡測量SLPI 是否直接激活培養(yǎng)的DRG神經(jīng)元，發(fā)現(xiàn)SLPI(0.01-10 ng/ml)激活了約20%的DRG神經(jīng)元。另外，用SLPI激活培養(yǎng)的神經(jīng)元（3小時），還會導(dǎo)致CGRP的顯著釋放。黑色素瘤分泌的SLPI作用于痛覺感受器，觸發(fā)鈣流入、神經(jīng)肽釋放和熱超敏反應(yīng)，這表明這些感覺神經(jīng)元檢測到癌細胞的存在并作出反應(yīng)。(見圖2)

研究者將B16F10-mCherry-OVA細胞注射到野生型(WT)小鼠的左后爪中，發(fā)現(xiàn)腫瘤內(nèi)CD8⁺ T細胞衰竭與熱超敏反應(yīng)呈正相關(guān)。另外，研究人員還將B16F10- mCherry -OVA接種到8周大傷害感受神經(jīng)元完整或敲除的雄性和雌性小鼠中。在神經(jīng)元敲除的雄性和雌性小鼠中，中位生存期增加了2.5倍。同時，研究者在腫瘤接種后16天進行分析，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元敲除后腫瘤生長減少而IFNγ⁺ CD8⁺ T細胞的腫瘤浸潤增加，PD-1⁺ LAG3⁺ TIM3⁺ CD8⁺ T細胞比例降低，在CD8⁺ T細胞系統(tǒng)性耗損后，兩組小鼠之間的腫瘤生長沒有顯著差異。之后，研究者通過給Rag1^-/-小鼠注射樹脂毒素(RTX)，然后接種naive OVA - specific CD8⁺ T細胞，發(fā)現(xiàn)腫瘤生長減少和衰竭。這些都說明傷害感受神經(jīng)元通過促進CD8⁺T細胞衰竭，抑制機體免疫，促進癌細胞生長。（見圖3）

WT、CGRP受體敲除型(Ramp1^-/-)和OT-I小鼠在Tc1刺激條件下(體外被CD3和CD28， IL-12和抗IL-4激活)培養(yǎng)48 h，產(chǎn)生細胞毒性CD8⁺ T細胞。接著，在10ng/ml的IL-2中，用CGRP (100 nM，每2天一次)刺激細胞96 h，結(jié)果顯示PD-1⁺ LAG3⁺ TIM3⁺細胞比例增加，而Ramp1^-/-小鼠中收集的細胞毒性CD8⁺ T細胞沒有這些影響。將OT-I細胞毒性CD8⁺ T細胞與B16F10-mCherry-OVA共培養(yǎng)時，研究者發(fā)現(xiàn)CGRP刺激會導(dǎo)致B16F10-mCherry-OVA細胞的凋亡減少。在傷害受體消融的小鼠中，研究人員用CGRP處理的小鼠顯示出與WT小鼠相似的腫瘤生長和CD8⁺ T細胞衰竭。接下來，研究者用選擇性RAMP1拮抗劑BIBN4096 處理荷瘤小鼠，腫瘤生長減少，腫瘤內(nèi)PD-1⁺ LAG3⁺ TIM3⁺ CD8⁺ T細胞的比例降低，表明BIBN4096的抗腫瘤特性依賴于活躍的傷害感受器神經(jīng)元。（見圖4）

研究者設(shè)置了Ramp1^-/-、Ramp1^WT、Ramp1^-/-和Ramp1^WT 混合共三組小鼠模型，分別接種B16F10，10天后在Ramp1^WT移植小鼠中觀察到更顯著的腫瘤生長，而Ramp1^-/-的小鼠腫瘤生長有限。接著通過免疫表型和RNA測序分析，與Ramp1^WT相比，Ramp1^-/-組PD-1⁺ LAG3⁺ TIM3⁺ CD8⁺ T細胞的比例降低，衰竭標記物的轉(zhuǎn)錄本表達減少。研究者發(fā)現(xiàn)與傷害受體神經(jīng)元的其他標記物一樣，在這些活檢中RAMP1的過表達與患者生存率降低相關(guān)。在對黑色素瘤單細胞RNA測序的硅質(zhì)分析中顯示，與Ramp1陰性的CD8⁺ T細胞相比，瘤內(nèi)表達Ramp1的CD8⁺ T細胞強烈過表達PD-1、TIM3、LAG3、CTLA4。這些數(shù)據(jù)說明，CGRP受體RAMP1影響黑素瘤患者中CD8⁺ T細胞的衰竭和對免疫檢查點抑制劑（ICI）的臨床反應(yīng)。（見圖5）

總的來說，傷害受體神經(jīng)元的基因敲除可以阻止CD8⁺ T細胞衰竭，減少B16F10腫瘤的生長，而外源性給藥CGRP的作用則相反。這為我們提高抗腫瘤免疫力提供了一種新的思路。

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