研究背景

        结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)是全球第二大致死性癌症，其复杂的肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)一直是研究的热点。调节性T细胞(Regulatory T cells, Treg)在多种实体瘤中通常被认为通过抑制抗肿瘤免疫反应促进肿瘤进展。然而，在结直肠癌中，Treg细胞的作用却存在争议。一方面，Treg细胞的高浸润与不良预后相关;另一方面，也有研究显示Treg细胞可能通过抑制炎症反应而对肿瘤起到限制作用。这种矛盾的现象提示结直肠癌中可能存在具有不同功能的Treg细胞亚群。

        近期，bioRXiv发表了一篇题为“Opposing Functions of Distinct Regulatory T Cell Subsets in Colorectal Cancer”的文章，揭示了结直肠癌中两种Treg细胞亚群的对立功能，为理解结直肠癌的免疫微环境提供了新的视角，并为开发针对性的免疫治疗策略奠定了基础。

        研究方法

        本研究是一项结合单细胞测序、动物模型和临床样本分析的多维度研究，旨在揭示结直肠癌中不同调节性T细胞亚群的功能差异及其机制。

        研究首先利用单细胞RNA测序(scRNA-seq)和单细胞染色质可及性测序(scATAC-seq)技术，对结直肠癌患者和小鼠模型中的T细胞进行分析。通过对小鼠结直肠癌模型(AKP肿瘤模型)的肿瘤组织和邻近正常组织中的T细胞进行配对分析，研究者发现Treg细胞分为IL-10+和IL-10−两个亚群。在动物实验中，研究者通过基因工程手段分别敲除IL-10+和IL-10−Treg细胞，并观察其对肿瘤生长的影响。具体分组如下：一组为IL-10+Treg细胞敲除小鼠(Il10tdTomato-Cre Foxp3lsl-DTR)，另一组为IL-10−Treg细胞敲除小鼠(Il10tdTomato-Cre Foxp3flox-DTR)。每组小鼠在肿瘤移植后第1、2、5、9和13天接受白喉毒素(DT)处理，对照组接受灭活的白喉毒素(bDT)处理。通过对肿瘤体积、免疫细胞浸润和细胞因子表达水平的检测，评估不同Treg细胞亚群对肿瘤的影响。

        此外，研究还结合了人类结直肠癌患者的临床样本分析，通过单细胞测序和空间转录组学技术验证了小鼠模型中的发现，并进一步探讨了这些Treg细胞亚群在人类结直肠癌中的分布和预后价值。

        研究结果

        ▌Treg细胞亚群的鉴定与分布差异本研究通过单细胞RNA测序和单细胞染色质可及性测序技术，在结直肠癌(CRC)中鉴定出两种调节性T细胞(Treg)亚群：IL-10+ Treg细胞和IL-10− Treg细胞。这两种亚群在肿瘤组织和正常组织中的分布存在显著差异。具体而言，IL-10+ Treg细胞在正常结肠组织中占主导地位，而IL-10− Treg细胞则在肿瘤组织中富集。这种分布差异提示两种亚群可能在肿瘤微环境中发挥不同的功能。此外，研究还发现，随着肿瘤进展，IL-10− Treg细胞的比例逐渐增加，而IL-10+ Treg细胞的比例保持相对稳定，这表明肿瘤微环境可能选择性地促进了IL-10− Treg细胞的扩增或招募。

        ▌IL-10+ Treg细胞的抗肿瘤功能研究通过选择性敲除IL-10+ Treg细胞，发现肿瘤体积显著增加。机制分析显示，IL-10+ Treg细胞主要通过抑制效应CD4+ T细胞分泌IL-17来限制肿瘤生长。IL-17是一种促肿瘤细胞因子，能够直接作用于结直肠癌细胞，促进其增殖。在IL-10+ Treg细胞缺失的情况下，IL-17的水平显著上升，从而加速了肿瘤的生长。此外，研究还发现，IL-10+ Treg细胞的缺失导致肿瘤微环境中单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的增加，这些细胞类型通常与肿瘤进展相关(图1)。因此，IL-10+ Treg细胞通过抑制IL-17的产生，间接限制了肿瘤的生长，其功能类似于一种“肿瘤抑制性”Treg细胞。

        图1 不同Treg细胞亚群的耗竭对结直肠癌中髓样细胞的影响

        ▌IL-10− Treg细胞的促肿瘤功能与IL-10+ Treg细胞相反，敲除IL-10− Treg细胞后，肿瘤体积显著缩小。这表明IL-10− Treg细胞在结直肠癌中具有促肿瘤功能。进一步分析发现，IL-10− Treg细胞能够抑制CD8+ T细胞的抗肿瘤活性，并减少IL-4和IL-13等抗肿瘤细胞因子的分泌。此外，IL-10− Treg细胞的缺失还导致肿瘤微环境中单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的减少，而嗜酸性粒细胞的增加，提示其可能通过调节肿瘤微环境中的免疫细胞组成来促进肿瘤进展。这种功能差异揭示了IL-10− Treg细胞在肿瘤微环境中的“促肿瘤”特性。

        ▌临床样本分析与预后价值通过对人类结直肠癌患者的临床样本进行分析，研究发现IL-10+ Treg细胞的高表达与较好的预后相关，而IL-10− Treg细胞的高表达则与较差的预后相关。这一发现为临床实践提供了重要的参考价值，提示检测Treg细胞亚群的比例可能有助于预测结直肠癌患者的预后，并为个体化治疗提供依据。此外，空间转录组学分析显示，IL-10+ Treg细胞主要分布在肿瘤边缘的正常组织中，而IL-10− Treg细胞则富集在肿瘤核心区域，这种空间分布差异进一步支持了它们在肿瘤微环境中的不同功能。

        ▌治疗靶点的潜在价值本研究的结果提示，针对IL-10− Treg细胞的靶向治疗可能是一种有效的结直肠癌治疗策略。例如，通过抗体介导的CCR8靶向治疗，可以特异性地耗竭IL-10− Treg细胞，从而解除其对肿瘤免疫的抑制作用。此外，研究还发现IL-10R信号通路在维持IL-10+ Treg细胞功能中起到关键作用，因此，通过调节IL-10R信号通路，可能有助于增强IL-10+ Treg细胞的抗肿瘤功能。这些发现为开发新的免疫治疗策略提供了理论基础，有望改善结直肠癌患者的预后。

        总结

        本研究通过单细胞测序、动物模型和临床样本分析，揭示了结直肠癌中调节性T细胞(Treg)亚群的异质性，明确了IL-10+和IL-10− Treg细胞的对立功能：IL-10+ Treg细胞通过抑制IL-17分泌发挥抗肿瘤作用，而IL-10− Treg细胞则通过抑制CD8+ T细胞活性促进肿瘤进展。此外，研究发现IL-10+ Treg细胞的高表达与较好预后相关，而IL-10− Treg细胞的高表达则与较差预后相关。这些发现不仅为结直肠癌的预后评估提供了新的生物标志物，还为精准靶向治疗提供了理论依据，如通过CCR8靶向耗竭IL-10− Treg细胞或调节IL-10R信号通路增强IL-10+ Treg细胞功能。本研究为理解结直肠癌免疫微环境提供了新视角，并为未来免疫治疗策略的开发奠定了基础。

        参考文献

        HUANG X, FENG D, MITRA S,et al. Opposing functions of distinct regulatory t cell subsets in colorectal cancer. bioRxiv [Preprint]. 2025:2025.02.07.637083. DOI: 10.1101/2025.02.07.637083.

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