Tissue Cytometry 技术解码 PBRM1 调控机制:重塑 ccRCC 免疫抑制微环境的关键路径

透明细胞肾细胞癌(ccRCC)具有免疫原性,免疫检查点抑制剂(ICIs)的获批革新了晚期ccRCC的治疗,但内在或适应性耐药及非免疫原性肿瘤微环境(TME)导致多数患者难以获得持久响应,且ccRCC肿瘤突变负荷(TMB)偏低。ccRCC常伴随VHL基因异常,还存在PBRM1等次级突变,这些突变在免疫调控中的作用尚未明确。PBRM1作为SWI/SNF复合体成员,其缺陷对ccRCC免疫治疗响应的影响存在争议,相关结论跨癌种适用性有限。

2026年1月,浙江大学医学院附属第四医院张诚教授团队在ADVANCED SCIENCE发表题为“PBRM1 Deficiency Reshapes an Immune Suppressive Microenvironment Through Epigenetic Tuning of PBRM1-KDM5C-IL6 Axis in ccRCC”文章。因此,本研究旨在探究PBRM1缺陷调控ccRCC的TME及免疫治疗响应的机制,为该类患者提供新的免疫治疗策略。

本研究构建了 PBRM1 敲除小鼠模型并进行单细胞 RNA 测序,结果显示自发性肿瘤中存在大量具有免疫抑制功能的肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages, TAMs),这一结果在肾原位肿瘤小鼠模型中得到了验证。对临床样本的多重免疫组织化学分析表明,PBRM1 缺陷型肿瘤的间质和实质中 M2 型 TAMs 均显著增加,而 CD8⁺T 细胞被限制在间质区。M2 型 TAMs 与癌相关成纤维细胞(cancer-associated fibroblasts, CAFs)相互作用构建肿瘤免疫屏障(tumor immune barrier),阻碍 CD8⁺T 细胞浸润。机制上,PBRM1 通过招募赖氨酸去甲基化酶 5C(lysine demethylase 5C, KDM5C)调控白细胞介素 - 6(interleukin-6, IL-6)的表达,进而调控 TAMs 向 M2 型极化。阻断 IL-6 信号可协同增强抗 PD-1 治疗的抗肿瘤效果。

本研究揭示了 PBRM1-KDM5C-IL-6 轴在抗肿瘤免疫中的调控作用,为 PBRM1 缺陷型 ccRCC 提供了潜在的免疫治疗策略。

 

实验部分

Tissue Cytometry技术主要用于肿瘤组织的多光谱成像扫描、免疫细胞定位分析及空间相互作用量化,是解析 PBRM1 缺陷型透明细胞肾细胞癌(ccRCC)免疫微环境的核心工具。

提供了免疫细胞 “空间定位 + 数量 + 相互作用” 的三维分析数据,为解析 PBRM1-KDM5C-IL-6 轴调控免疫微环境的机制提供了直接实验依据。

实现了临床样本与小鼠模型数据的一致性验证,强化了研究结论的可靠性。

1.  全景多光谱成像与信号拆分

l  通过 TissueFAXS Spectra 系统对肿瘤组织切片进行全景扫描,获取多通道荧光信号(Panel: PANCK、CD8、CD163、CD68、PD-1、PD-L1、DAPI)。

l  利用光谱拆分技术分离单一通道信号,排除荧光重叠干扰,确保免疫细胞标记的准确性。

2.  免疫细胞空间分布与计数

l  结合 DAPI 染色识别细胞核,划定细胞边界,量化肿瘤实质区和间质区的免疫细胞数量。

l  对比 PBRM1 野生型与缺陷型肿瘤中免疫细胞的分布差异,发现缺陷型肿瘤中 CD8⁺T 细胞被限制在间质区,而 M2 巨噬细胞在实质和间质区均显著富集。

3.  细胞间空间相互作用分析

l  设定细胞间相互作用阈值,识别 CD8⁺T 细胞与 M2 巨噬细胞、癌相关成纤维细胞(CAFs)的邻近关系。

l  量化双阳性细胞对的数量,证实 PBRM1 缺陷型肿瘤中 M2 巨噬细胞与 CD8⁺T 细胞的相互作用增强,参与构建肿瘤免疫屏障(TIB)。

4.  肿瘤免疫表型验证

l  确认 PBRM1 缺陷型 ccRCC 的 “免疫排斥” 表型,即 CD8⁺T 细胞无法浸润肿瘤核心,被限制在间质区与免疫抑制细胞相互作用。

l  为 IL-6 阻断联合抗 PD-1 治疗的疗效提供图像数据,如联合治疗后 CD8⁺T 细胞浸润增加、M2 巨噬细胞和 CAFs 减少。

 

Figure 1 Vhlf/f Pbrm1f/fKsp−Cre小鼠发生多灶性透明细胞肾细胞癌(ccRCC)

F: 野生型(WT)小鼠与Vhlf/fPbrm1f/fKsp−Cre小鼠肾脏多重免疫组织化学(mIHC)图像

Figure 2 透明细胞肾细胞癌(ccRCC)中 PBRM1 基因缺失可促进免疫功能正常小鼠的肿瘤生长,但对免疫缺陷小鼠无此作用。

J:免疫功能正常 Balb/C 小鼠皮下肿瘤中,野生型(WT)和 PBRM1 敲除(KO)肿瘤组织的多重免疫组化图像

Figure 3 PBRM1 缺陷促进肿瘤间质中 CD8⁺T 细胞与 M2 型巨噬细胞的接触并减少 CD8⁺T 细胞在肿瘤微环境中的浸润

A:PBRM1 野生型与缺陷型 ccRCC 组织的多重免疫组化(mIHC)染色图,通过 TissueFAXS 系统拍摄全景图像,展示 CD8⁺T 细胞、CD163⁺M2 巨噬细胞等在肿瘤实质与间质的分布差异。

B、E:分别选取 PBRM1 野生型(B)和缺陷型(E)组织的随机视野,通过软件标记 CD8⁺T 细胞与 CD163⁺细胞的空间邻近区域。

C、F:流式样细胞计数图,量化肿瘤实质区和间质区中 CD8⁺T 细胞与 CD163⁺TAMs 的数量差异。

D、G:分析 CD163⁺TAMs 与 CD8⁺T 细胞在不同距离梯度(0–25 µm、25–50 µm 等)的空间分布关系,生成散点图。

H、I:分别统计 CD8⁺细胞,CD163⁺细胞在肿瘤 / 间质的表达量(H),以及不同距离梯度下 CD163⁺TAMs 与 CD8⁺T 细胞的相互作用强度(I)。

Figure 6 : 癌相关成纤维细胞(CAFs)与 M2 样巨噬细胞的相互作用与 PBRM1 缺陷型透明细胞肾细胞癌(ccRCC)中肿瘤免疫屏障(TIB)结构的形成相关。

K:人 PBRM1 野生型(WT)和 PBRM1 缺陷型 ccRCC 组织中 α- 平滑肌肌动蛋白(α-SMA,绿色)、CD163(红色)和 CD8(紫色)的多重免疫组化图像

Figure 7 : 靶向 IL-6 可破坏肿瘤免疫屏障(TIB)结构,并增强 PBRM1 缺陷型透明细胞肾细胞癌(ccRCC)对免疫治疗的敏感性。

H:Pbrm1 敲除(KO)小鼠经抗 IL-6R 联合抗 PD-1 治疗及对照组治疗后,皮下肿瘤中 α- 平滑肌肌动蛋白(α-SMA,绿色)、CD163(红色)和 CD8(紫色)的多重免疫组化图像


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