肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)是全球最常见的恶性肿瘤之一,也是癌症相关死亡的重要原因。近年来,免疫检查点抑制剂等免疫疗法为部分患者带来了新的治疗机会,但总体响应率有限,多数患者易出现耐药、疗效不佳等问题,临床治疗仍存在巨大挑战。
大量研究证明,肿瘤细胞不仅依靠基因突变获得生长优势,还会主动重塑周围免疫微环境,从而逃避免疫系统清除。其中,TREM2阳性肿瘤相关巨噬细胞(TREM2+ Tumor-Associated Macrophages,TAMs)被认为是促进肿瘤免疫逃逸的关键细胞群体。但长久以来,肿瘤细胞如何诱导这类免疫抑制性巨噬细胞形成,其背后的分子机制一直缺乏系统性认识。
来自复旦大学附属中山医院、中国医学科学院以及复旦大学上海医学院的研究团队在《Nature Communications》(IF=15.7)上发表了重要研究成果。


研究结合单细胞测序、空间转录组学、多组学分析以及功能实验,系统解析了肝癌细胞与TREM2+巨噬细胞之间的相互作用机制。研究发现,一类具有活跃胆固醇代谢特征的肿瘤细胞可通过SQLE介导的代谢重编程产生氧化低密度脂蛋白(oxLDL),进而激活TREM2相关信号通路,驱动免疫抑制微环境形成。该成果不仅揭示了肝癌免疫逃逸的全新机制,也为肝癌联合免疫治疗提供了新的潜在干预靶点。
本研究所用siRNA由赛索飞生物提供,用于关键转录因子功能验证实验。
研究思路:
解析肝癌细胞异质性,锁定代谢异常细胞亚群
肿瘤细胞存在高度异质性,为了深入剖析肝癌细胞的功能分型,研究团队整合多个肝癌单细胞测序数据集,对肿瘤细胞进行了系统分析。结果显示,肝癌细胞主要呈现三种不同的功能状态:代谢型(Metabolism archetype)、干性型(Stemness archetype)和炎症型(Inflammation archetype)。其中,代谢型肿瘤细胞表现出显著增强的脂质代谢和胆固醇代谢特征,并与患者较差的临床预后密切相关。
这一发现提示,肿瘤内部并非所有细胞都具有相同功能,部分细胞可能通过代谢重编程在肿瘤进展过程中发挥特殊作用,以此为切入点,团队研究人员进一步思考:这些代谢活跃的肿瘤细胞是否正在主动塑造有利于自身生长的免疫微环境?

图1. 单细胞转录组分析揭示肝癌细胞存在三种主要功能状态。
研究人员基于单细胞测序数据构建肝癌细胞功能图谱,发现肿瘤细胞主要分为代谢型、干性型和炎症型三类功能原型。其中代谢型肿瘤细胞表现出显著增强的脂质代谢和胆固醇代谢特征,为后续机制研究提供了重要线索。
细胞互作:
代谢重编程驱动免疫抑制微环境形成
近年来,TREM2阳性巨噬细胞逐渐成为肿瘤免疫研究领域的重要热点。这类细胞通常具有明显的免疫抑制特征,能够削弱T细胞介导的抗肿瘤免疫反应,并与肿瘤进展及免疫治疗耐受密切相关。
为了探索代谢型肿瘤细胞与免疫微环境之间的联系,研究团队进一步开展空间转录组和免疫荧光分析,得到两大核心发现:
代谢型肿瘤细胞与TREM2+巨噬细胞在肿瘤组织中呈现显著共定位现象,而CD8+ T细胞则相对缺乏;
临床样本验证表明,代谢型肿瘤细胞比例越高,TREM2+巨噬细胞浸润程度越明显,患者预后也越差。


图2. 代谢型肿瘤细胞与TREM2+巨噬细胞共同构成免疫抑制生态位。
空间转录组和免疫荧光分析显示,代谢型肿瘤细胞与TREM2+巨噬细胞在肿瘤组织中高度共定位,并形成限制CD8+ T细胞浸润的局部免疫抑制区域。
那么,肿瘤细胞究竟是通过什么方式影响这些巨噬细胞的呢?研究人员进一步锁定了胆固醇合成通路中的关键酶——SQLE(Squalene Epoxidase)。SQLE是胆固醇生物合成的重要限速酶,在代谢型肿瘤细胞中显著高表达,活化后的SQLE会促进氧化低密度脂蛋白(oxLDL)积累。oxLDL可以被周围巨噬细胞摄取,并激活TREM2及其下游信号通路,最终诱导免疫抑制性巨噬细胞的形成。这一结果表明,肿瘤细胞并非被动适应免疫环境,而是通过代谢重编程主动塑造有利于自身生长的免疫微环境。
机制解析:
oxLDL-TREM2信号轴调控巨噬细胞免疫抑制表型
为了进一步解析其分子机制,研究团队对TREM2+巨噬细胞进行了深入分析。结果发现,在oxLDL刺激下,TREM2-SYK信号通路被持续激活,并进一步诱导转录因子CEBPα表达上调。随后,CEBPα调控Bhlhe41和Pbx3等下游基因表达,共同维持巨噬细胞的免疫抑制表型。基于这些结果,研究团队构建出完整的调控网络:
oxLDL → TREM2 → SYK → CEBPα → Bhlhe41/Pbx3
为了验证该通路的核心功能,研究团队利用siRNA对关键转录因子进行功能验证。


图3. siRNA验证TREM2-SYK-CEBPα转录调控通路在TREM2+巨噬细胞形成中的作用。
研究人员利用siRNA分别沉默CEBPα、Bhlhe41和Pbx3等关键转录因子,结果显示,TREM2+巨噬细胞相关基因表达明显下降,证实CEBPα介导的转录调控网络是维持免疫抑制表型的重要机制。研究最终构建出“oxLDL-TREM2-SYK-CEBPα-Bhlhe41/Pbx3”的信号调控模型。
本研究所用siRNA由赛索飞生物提供,用于关键转录因子功能验证实验。
进一步实验验证:当该调控网络受到抑制后,TREM2+巨噬细胞比例明显下降,CD8+ T细胞功能得到恢复,同时肿瘤细胞侵袭能力和体内肿瘤生长均受到抑制。这些结果充分说明,TREM2+巨噬细胞并非肿瘤微环境中的“旁观者”,而是肿瘤细胞通过代谢重编程主动塑造的重要免疫抑制群体。
研究总结:
靶向SQLE,开辟肝癌免疫治疗新方向
当前,免疫检查点抑制剂已经成为晚期肝癌的重要治疗手段,但治疗响应率亟待提升。本研究提示,部分患者免疫治疗效果不佳,可能与SQLE驱动的代谢重编程密切相关。通过持续产生的oxLDL,肿瘤细胞不断诱导TREM2+免疫抑制巨噬细胞形成,从而建立稳定的免疫逃逸屏障。


图4. SQLE可能成为干预肝癌免疫抑制微环境的新靶点。
实验数据显示,SQLE高表达与患者不良预后密切相关,同时与oxLDL积累及TREM2+巨噬细胞浸润呈正相关,提示靶向SQLE有望阻断肿瘤细胞与免疫细胞之间的代谢互作。
基于本研究机制,临床可探索全新联合治疗策略:将SQLE抑制剂、TREM2靶向药物与免疫检查点抑制剂联用,阻断肿瘤代谢—免疫互作通路,解除免疫抑制,大幅提升肝癌患者免疫治疗响应率。
本研究通过单细胞测序、空间转录组学以及功能实验,系统揭示了肝癌细胞通过SQLE介导的胆固醇代谢重编程塑造免疫抑制微环境的新机制。研究发现,代谢型肿瘤细胞通过产生oxLDL激活TREM2-SYK-CEBPα-Bhlhe41/Pbx3信号轴,驱动免疫抑制性TREM2+巨噬细胞形成,最终促进肿瘤进展和免疫逃逸。这一研究不仅深化了肿瘤代谢与肿瘤免疫交叉领域的认知,同时也为肝癌新药研发、联合治疗方案设计提供了扎实的理论依据。
赛索飞生物为本研究提供高品质siRNA合成服务,成功助力研究团队完成关键转录因子的功能验证实验,与此同时,也再次印证了RNA干扰技术在肿瘤机制研究、靶点筛选中的核心价值。



