肿瘤相关巨噬细胞通过G-CSF/CXCL5正反馈循环介导套细胞淋巴瘤对伊布替尼耐药的机制研究

Mantel cell lymphoma (MCL) is a kind of non-Hodgkin’s lymphomas characterized as high aggressive, resistance to chemotherapy, continuing relapse and poor prognosis. The novel Bruton’s tyrosine kinase inhibitor ibrutinib has demonstrated not only high response rates in relapsed MCL, but also very poor prognosis in ibrutinib-resistant MCL. Former studies focused on target genes mutations and high expressions of resistance genes. Our studies on tumor microenvironment and tumor resistance determined the functional role of the tumor associated macrophages (TAMs) in ibrutinib resistance. Cytokines chip screening showed TAMs could secrete high CXCL5 mediating ibrutinib resistance, cells co-culture could secrete high G-CSF promoting TAMs M2 type polarization. We will study the G-CSF/CXCL5 positive feedback loop between MCL and TAMs, search TAMs subtypes secreting high CXCL5 with single cell RNA sequence technology and indentify gene expression characters, and block the G-CSF/CXCL5 positive feedback loop to reverse ibrutinib resistance and mechanisms in MCL in order to lay a solid foundation to explore the novel pathway of overcoming tumor resistance by targeting tumor microenvironment.

套细胞淋巴瘤(mantle cell lymphoma,MCL)是一类侵袭性较强、对化疗不敏感、反复复发且预后较差的非霍奇金淋巴瘤。新药伊布替尼缓解率高，但其耐药问题也日益凸显且一旦耐药预后极差。先前伊布替尼耐药研究集中于作用靶点突变和耐药基因高表达。我们对肿瘤微环境与耐药的研究发现肿瘤相关巨噬细胞(tumor associated macrophages,TAMs)可降低MCL对伊布替尼的敏感性，细胞因子芯片筛选显示TAMs可高分泌CXCL5并介导耐药；细胞共培养高分泌G-CSF诱导TAMs向促肿瘤生长的M2型极化。我们将研究G-CSF/CXCL5相互促进分泌形成的正反馈循环，单细胞RNA测序技术寻找高分泌CXCL5的TAMs亚群并确定其基因表达特征，进而双向阻断G-CSF/CXCL5正反馈循环以逆转MCL对伊布替尼的耐药及其机制，为探索靶向肿瘤微环境克服肿瘤耐药的新途径打下坚实的基础。

BTK抑制剂伊布替尼通过抑制B细胞淋巴瘤中异常激活的BCR信号通路而抑制肿瘤细胞的增殖，并在多项临床研究得到证实。然而，伊布替尼的耐药问题仍未完好解决。本项目主要阐明三个问题：①肿瘤相关巨噬细胞（tumor associated macrophages, TAMs）TAMs是否会影响伊布替尼在套细胞淋巴瘤（MCL）中的抗肿瘤作用及其机制以及解决方案；②探索利用TAMs相关的生物学标志物指导伊布替尼用药；③利用单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 方法，发现了弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）细胞的高度异质性特点，还首次揭示了淋巴瘤细胞与微环境细胞的互作网络，验证了乙肝病毒（HBV）感染对淋巴瘤细胞生存及免疫逃逸方面的影响。重要结果及关键数据和科学意义：①将人源巨噬细胞与MCL分离共培养，促进巨噬细胞向M2型极化，并导致MCL细胞对伊布替尼敏感性显著下降;②共培养后细胞上清液中CXCL5分泌水平显著上升，外源性加入CXCL5 明显降低伊布替尼对MCL的抑制作用;③小鼠移植瘤体内实验证实体外实验结果，CXCL5中和抗体有效克服巨噬细胞诱导的伊布替尼耐药现象;④加入CXCR2的小分子抑制剂SB225002不仅能够显著增加伊布替尼处理后的肿瘤细胞的凋亡率，降低肿瘤细胞的存活比例，并且可以促进巨噬细胞向M1型极化;⑤ SB225002通过抑制不依赖于BTK激活的AKT, STAT3, MAPK信号通路进而协同伊布替尼抑制MCL增殖;⑥PD-L1阳性TAMs的百分比和M2与M1型巨噬细胞的比值可以成为PCNSL患者的独立预后因素，而将二者结合可以同时识别极高危与极低危患者，为临床治疗方案的选择提供更多的参考信息;⑦对来源于17 个 DLBCL 和 3 个对照样本的 94,324 个细胞进行单细胞RNA测序，发现了73个基因表达程序, 发现免疫抑制分子TIM3及TIGIT所提供的信号对DLBCL非常重要，肿瘤细胞与CD8+T细胞以及 Treg 之间通过 CD70-CD27存在大量的相互作用；利用单细胞测序优势分析了HBV+DLBCL肿瘤细胞与微环境细胞的关系，发现ABC亚型HBV+DLBCL的肿瘤细胞高表达MHCII分子，通过 CD40LG-CD40 轴从 CD4+ T 细胞接收反向促增殖信号，并存在大量Tregs富集导致免疫逃逸，为淋巴瘤免疫治疗方面提供新启示。