肿瘤微环境（TME）是由细胞、细胞因子和趋化因子组成的复杂环境，对肿瘤的发生和发展起着重要作用。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）作为TME中免疫细胞的主要组成部分，占肿瘤团块细胞的50%，通常与癌症患者的预后不良有关。传统上，巨噬细胞分为抗肿瘤M1样表型（其具有高水平的iNOS、TNF-α或IL-12）和促肿瘤M2样表型（其特征在于Arg-1、CD206、IL-10或TGF-β的高表达）。然而，这还远远不够，因为这两种状态并不是完全分离的，而是一个相互转化的动态过程。随着最近使用质谱和RNA测序技术的单细胞分析，巨噬细胞多样性的解剖增加了一个新的维度。尽管M1样和M2样巨噬细胞的概念不再被认为是合适的，但大多数研究仍然继续使用M1-M2相关标志物来表征TAMs，因为基于它们在肿瘤模型和人类癌症中的表达与预后之间的相关性已有丰富的经验。

 

TAMs通常在TME中表现出M2样巨噬细胞的特性，并直接或间接参与肿瘤进展。由于TAMs是一种动态的细胞群，因此将TAMs转换为抗肿瘤表型可能提供重塑免疫抑制TME并抑制癌症发展的机会。尽管最近在临床前和临床研究方面取得了进展，但仍有一些悬而未决的问题。因此，阐明巨噬细胞极化的确切机制可能有助于探索有希望和有效的肿瘤免疫疗法。

 

长链非编码RNAs（lncRNAs）主要定位于细胞核中，通常长度超过200个核苷酸，并且几乎没有或没有蛋白质编码潜力。lncRNAs通过与DNA、RNA和蛋白质相互作用，通过表观遗传修饰、转录控制和翻译调控发挥其功能，并与疾病的发病机制有关。最近的报道表明，一些lncRNAs参与巨噬细胞极化，如MM2P和RPPH1。然而，lncRNAs对巨噬细胞极化的详细分子机制仍有待深入阐明。

 

近日，Journal for ImmunoTherapy of Cancer（IF12.485）期刊在线发表了一篇题为The NR_109/FUBP1/c-Myc axis regulates TAM polarization and remodels the tumor microenvironment to promote cancer development的文章。该研究报道了一个在M2样巨噬细胞中上调的新型lncRNA NR_109，并首次揭示了NR_109通过NR_109/FUBP1/c-Myc正反馈回路在调节M2样巨噬细胞的表型重塑和功能中发挥关键作用，暗示NR_109在肿瘤的诊断、预后和免疫治疗方面具有很大的转化潜力。

 

 

为了鉴定促肿瘤巨噬细胞中差异表达的lncRNAs，研究人员首先成功建立了THP-1来源的M0、M1样和M2样巨噬细胞模型。随后，采用微阵列分析表征THP-1诱导的M0、M1和M2样巨噬细胞中独特的lncRNA和mRNA表达谱。结果显示，通过lncRNAs表达谱可以区分M0、m1样和m2样巨噬细胞，并在M0和M2样巨噬细胞中鉴定出933个差异表达的lncRNAs（709个上调，224个下调）和819个差异表达的mRNAs（457个上调，362个下调）。其中，lncRNA NR_109861（简称NR_109）在M2样巨噬细胞中与M0和M1样巨噬细胞相比显著升高。此外，NR_109在TNF-α低表达、CD206和Arg-1高表达的PBMC衍生的M2样巨噬细胞中，以及在CD163和CD206高表达的原代胃癌组织（pri-GC）分离的巨噬细胞中也被证实表达升高。表明NR_109可能是一个M2样巨噬细胞相关的lncRNA。

 

Fig1. 鉴定促肿瘤巨噬细胞中差异表达的lncRNAs

 

为了确定NR_109在巨噬细胞极化中的作用，研究人员在M2样巨噬细胞中敲低或过表达NR_109，分别获得了M2-NR_109low和M2-NR_109high的巨噬细胞。结果发现，敲低NR_109导致M2相关分子CD206、Arg-1、TGF-β、IL-10表达降低，而M1相关标志物HLA-DRα、CD206、TNF-α、IL-12表达升高；过表达NR_109则得到相反的结果。此外，NR_109敲低的M2样巨噬细胞上清液中IL-12、TNF-α水平升高，IL-10、TGF-β水平降低。有趣的是，在M0细胞中敲低NR_109后，M2标志物的表达减少，表明敲低NR_109阻碍了IL-4诱导的M2样巨噬细胞极化；而过表达NR_109，这些细胞中M2相关标志物的表达则升高。以上结果首次证明NR_109促进了巨噬细胞促肿瘤表型的产生。

 

Fig2. NR_109与M2样巨噬细胞极化有关

 

接下来，研究人员探索了NR_109对M2样巨噬细胞功能的影响。体外实验显示，敲低NR_109降低了M2样巨噬细胞的活性，介导了各种肿瘤细胞的生长和迁移。进一步的体内实验显示，敲低M2样巨噬细胞中的NR_109部分恢复了抗肿瘤免疫细胞和细胞因子的比例，并改变了体内肿瘤的生长和转移。

 

Fig3. 敲低NR_109可降低M2样巨噬细胞的活性，促进癌细胞的生长和转移

 

为了探索NR_109在M2样巨噬细胞极化中的潜在机制，研究人员首先利用FISH和核质分离实验来确定NR_109的定位。结果表明，NR_109主要定位于细胞核，暗示其通过与蛋白质形成复合物来发挥生物学功能。因此，研究人员通过RNA pull-down、RIP等实验证实了NR_109与FUBP1蛋白相互作用，并且FUBP1是M2样巨噬细胞极化过程中的重要因子。

 

Fig4. NR_109与FUBP1蛋白相互作用

 

进一步的研究发现，NR_109与JVT-1竞争在FUBP1的C末端结构域与其结合，阻碍泛素介导的FUBP1降解，激活c-Myc转录，从而促进M2样巨噬细胞极化。同时，c-Myc作为转录因子，可以与NR_109的启动子结合，增强NR_109的转录。

 

Fig5. NR_109通过调节M2样巨噬细胞极化来促进肿瘤进展的机制模型图

 

最后，为了了解NR_109在肿瘤发展过程中的临床意义，研究人员检测了CD163+ TAMs在GC和BC组织中的分布和NR_109在CD163+ TAMs中的表达。结果表明，NR_109在GC或BC患者的CD163 + TAMs中表达上调，并且与肿瘤进展呈正相关，揭示了NR_109在TAM介导的癌症发展中的重要作用。

 

Fig6. NR_109的临床意义

 

总之，本研究不仅揭示了NR_109在肿瘤进展过程中促进M2样巨噬细胞的极化，而且还确定了NR_109/FUBP1/c-Myc的正反馈回路是NR_109调节促肿瘤TME的机制。LncRNA NR_109可作为肿瘤免疫治疗的潜在诊断/预后标志物。此外，本研究提供了一种临床前合理的靶向NR_109作为免疫治疗策略的方法。

 

原文链接：

https://jitc.bmj.com/content/11/5/e006230.long