干货速来!What's 肿瘤微环境与mIHC 技术?

发布时间：05/24/2023

长期以来,人们一直认为癌症是由于致癌突变和抑癌突变逐渐积累,最终导致细胞的恶性转化。然而这种看法在近几年发生了变化,「肿瘤微环境是癌症进展的积极推动者」这一观点如今得到了广泛认可。因此,了解肿瘤微环境对于开发癌症治疗新方法非常重要。

The tumor microenvironment.

肿瘤微环境(Tumor microenvironment, TME),肿瘤是肿瘤细胞和其生存微环境的总和,其中不仅包括了肿瘤细胞本身,还有与肿瘤细胞有密切联系的微血管、成纤维细胞、免疫细胞等各种细胞,同时也包括附近区域内的细胞因子、细胞外基质等生物分子。

肿瘤微环境研究意义  

肿瘤微环境研究,对于认识肿瘤的发生、发展、转移等过程有着重要的意义,而且对于肿瘤的诊断、防治和预后亦有着重要的作用。每个病例的肿瘤微环境都是一个独特,复杂且不断进化的整体。对病人肿瘤微环境的解析能够为个体化治疗提供详细的肿瘤发生发展信息,为靶向药用药提供更精准的伴随诊断信息。

肿瘤微环境细胞组成

正常组织微环境主要通过细胞间相互作用参与维持组织稳态,以及通过不同的细胞组分持续地释放细胞因子供给机体各器官需要;而TME不同于正常组织微环境——主要体现在细胞组成等方面。

TME主要由不同类型细胞,包括肿瘤细胞、间质细胞、免疫细胞等组成[Hallmarks of Cancer: The Next Generation]。其中TAMs,Treg细胞以及MDSCs组成了TME中主要的免疫抑制性细胞。

肿瘤细胞 一般标志物 Pan-CK

● 间质细胞 Stromal cells

肿瘤细胞通过招募附近正常组织的间质细胞来促进肿瘤形成的关键步骤,这些间质细胞也就成为了微环境的重要成员。间质细胞组成差异在不同的肿瘤类别间有很大变化,一般包括血管内皮,成纤维细胞,脂肪细胞,星型细胞等等。间质细胞在肿瘤微环境中分泌多种因子参与肿瘤血管新生、增殖、浸润和转移。

血管内皮细胞 endothelial cell 标志物:CD31,VE-cad

● 成纤维细胞 Fibroblast(Cancerassociated fibroblasts, CAF)标志物:α-SMA, FAP

● 肿瘤细胞 一般标志物 Pan-CK

● 免疫细胞与肿瘤免疫微环境

免疫细胞是肿瘤微环境的关键组成。免疫细胞根据免疫学分类可分为适应性免疫细胞(adaptive immune cells)和先天免疫细胞 (innate immune cells)。肿瘤微环境常见的适应性免疫细胞包括 T细胞,B细胞和自然杀伤细胞(NK cells)。巨噬细胞(Macrophage),中性粒细胞(Neutrophils)和树突状细胞(dendritic cells)是肿瘤微环境常见的先天免疫细胞。

根据免疫细胞与肿瘤的博弈状态,可将免疫微环境分为抗肿瘤免疫微环境(Anti-tumor immune microenvironment)和免疫抑制微环境(Immune suppressive microenvironment)。在抗肿瘤免疫微环境中,巨噬细胞以M1型炎性巨噬细胞为主,与NK、细胞毒性T细胞(cytotoxic T,CD8+)协同杀伤肿瘤细胞。中性粒细胞释放ROS, 助T细胞Th1和B细胞分泌IFN-γ,树突状细胞分泌TNF和IL-6,这些分泌因子维持抗肿瘤的免疫环境。而在免疫抑制微环境中,巨噬细胞以M2型抗炎巨噬细胞为主,协同Treg细胞和B细胞释放IL-4,IL-10和生长因子,抑制CD8+ T细胞和树突状细胞活性,促进肿瘤生长。

巨噬细胞 (Macrophage) 标志物:CD68+,CD11b

M1型炎性巨噬细胞,一般认为参与肿瘤杀伤。标志物:CD86+/CD163-

M2型抗炎巨噬细胞,在损伤修复中起作用,被肿瘤细胞挟持参与血管新生等促肿瘤行为。标志物:CD86-/CD163+

● 中性粒细胞  (Neutrophils)  一般标志物:CD16+,CD66b+

● 树突状细胞(dendritic cells) 一般标志物:CD11c+,HLA-DR+

● T细胞

细胞毒性T细胞 ( cytotoxic T)标志物:CD8+,Granzyme+,Perforin

调节性T细胞 (Treg) 标志物:CD3+,CD4+,Foxp3+

● B细胞标志物:CD20/CD19, 浆细胞 CD138

● 自然杀伤细胞(Nature killer,NK)标志物:CD56+

mIHC多重荧光染色分析肿瘤微环境

由于肿瘤微环境的复杂性,导致传统免疫组化(IHC)、二代测序(NGS)技术对于组织微环境的评估效果一般。随着多重免疫组化技术(mIHC)的发展,揭开了肿瘤这一类型的复杂样本中的细胞(群)-细胞(群)之间的相互作用机制,让研究人员对肿瘤微环境的分析有更深入的了解,并且为临床医师、病理医师以及药物开发的人员带来更多的研究动能。

●多重免疫组化(mIHC)是由检测单一靶蛋白的标准IHC发展而来的组织检测技术,可以实现在一张切片原位同时检测多个靶标。mIHC技术可谓研究复杂样本如肿瘤微环境的一把利器,可以同时获取组织的肿瘤标记物、细胞状态、免疫细胞分型、免疫调控、间质细胞等信息,对肿瘤微环境特征的全貌进行分析。

●mIHC不仅可以提供类似单细胞组学的高维度丰富信息,更重要的是可以原位分析各要素间的空间联系,为肿瘤免疫微环境的博弈判断提供翔实的数据基础,将在个体化医疗和伴随诊断领域发挥越来越重要的作用。

●Huabio提供经mIHC验证的肿瘤免疫微环境Marker抗体,为您的肿瘤免疫研究提供可靠工具。

Human pancreatic carcinoma tissue

CD31 (M1511-8, green), α-SMA (ET1607-53, red) , FAP (ET1704-23, yellow)

Human pancreatic carcinoma tissue

CD68 (EM1901-95, green), CD163 (ET1704-43, red) , PanCK (HA601094, violet)

参考文献
1. doi:10.3389/fimmu.2019.01720
2.doi:10.1016/j.yexcr.2010.02.045