Nat Immunol｜HCAR1 驱动结直肠癌中免疫抑制性 PMN-MDSC 的募集

结直肠癌（CRC）是全球癌症相关死亡的第二大原因，并且通常对免疫检查点治疗（如 PD-1 抗体）不敏感，表明存在替代性的免疫抑制机制。髓源性抑制细胞（MDSC），特别是多形核 MDSC（PMN-MDSC），是肿瘤微环境（TME）中主要的免疫抑制细胞类型，会抑制 CD8+ T 细胞活性，促进肿瘤生长。本研究揭示了乳酸受体 HCAR1（Hydroxycarboxylic acid receptor 1）在 CRC 免疫抑制中的关键作用，及其调控 PMN-MDSC 的机制。

主要研究发现

HCAR1 在 CRC 组织中高表达，且与 CD8+ T 细胞浸润呈负相关。
HCAR1 促进免疫抑制性 PMN-MDSC 的募集，通过诱导趋化因子 CCL2 和 CCL7 的表达，实现对 CCR2+ PMN-MDSC 的靶向招募。
HCAR1 通过 14-3-3ζ 介导 STAT3 信号通路，增强 CCL2 和 CCL7 的转录。
FDA 批准药物利血平（Reserpine）能够抑制 HCAR1 活性，降低 PMN-MDSC 的募集，增强 CD8+ T 细胞介导的抗肿瘤免疫，并提高 PD-1 抗体治疗的疗效。

主要实验方法与数据分析

HCAR1 限制 CD8+ T 细胞介导的抗肿瘤免疫（Figure 1）

方法：

免疫组织化学（IHC）检测 CRC 组织与正常组织中 HCAR1 表达。
RNA-seq 数据分析（TCGA-COAD 数据集），对比 HCAR1 高/低表达组 CD8+ T 细胞标志基因的表达。
免疫荧光染色（IF）检测 CD8α 和 GzmB（颗粒酶 B）表达。
ApcMin/+Hcar1−/− 小鼠模型用于评估肿瘤负担及 CD8+ T 细胞浸润。
流式细胞术（FACS）分析肿瘤组织中 CD8+ T 细胞比例。
MC38 细胞 HCAR1 敲除（KO）模型，用于评估 HCAR1 对肿瘤生长的影响。

结果：

HCAR1 在 CRC 组织中高表达，与 CD8+ T 细胞标志物呈负相关。
HCAR1 敲除小鼠（Hcar1−/−）肿瘤负担显著减少，CD8+ T 细胞浸润增加。
HCAR1 敲除的 MC38 细胞在 Rag1−/− 小鼠中生长无差异，但在免疫完整小鼠中显著减小，且 CD8α 中和抗体可逆转这一现象。

HCAR1 促进 CCR2+ PMN-MDSC 的募集（Figure 2）

方法：

流式细胞术分析 ApcMin/+Hcar1−/− 小鼠中 PMN-MDSC（CD11b+Ly-6G+）和 M-MDSC（CD11b+Ly-6ChiLy-6G−）的比例。
RNA-seq 和 ELISA 检测 MC38 细胞及肿瘤组织中 CCL2 和 CCL7 的表达水平。
迁移实验：分析 CCL2、CCL7 及 HCAR1WT/KO 细胞上清液对 CCR2+ PMN-MDSC 迁移能力的影响。

结果：

HCAR1 缺失导致 PMN-MDSC 明显减少，而对 M-MDSC、M2 巨噬细胞及 Treg 细胞无影响。
CCL2 和 CCL7 主要由肿瘤上皮细胞（EpCAM+）表达，且其表达受 HCAR1 调控。
CCR2+ PMN-MDSC 的募集依赖于 CCL2 和 CCL7，且 CCR2 拮抗剂（CCR2i）可抑制其迁移。

CCR2+ PMN-MDSC 具有更强的免疫抑制活性（Figure 3）

方法：

体外测定 CCR2+ 和 CCR2− PMN-MDSC 的精氨酸酶（ARG1）活性、NO 和 ROS 产生。
体外 T 细胞增殖实验：评估 CCR2+ 和 CCR2− PMN-MDSC 对 CD8+ T 细胞增殖的抑制作用。
体外细胞毒性实验：分析 CCR2+ 和 CCR2− PMN-MDSC 对 CD8+ T 细胞介导的肿瘤细胞杀伤的影响。

结果：

CCR2+ PMN-MDSC 具有更高的 ARG1 活性和更强的免疫抑制能力。
CCR2+ PMN-MDSC 显著抑制 CD8+ T 细胞增殖及其对 MC38 肿瘤细胞的杀伤作用。
CRC 患者肿瘤组织中，CCR2+ PMN-MDSC 与 CD8+ T 细胞呈负相关。

HCAR1 通过 14-3-3ζ 介导 STAT3 活化（Figure 4）

方法：

免疫荧光与蛋白印迹检测 STAT3 磷酸化。
ChIP-qPCR 检测 p-STAT3 在 Ccl2 和 Ccl7 启动子上的结合。
质谱筛选 HCAR1 结合蛋白，鉴定 14-3-3ζ。
Co-IP 与 NanoBRET 验证 HCAR1 和 14-3-3ζ 的相互作用。

结果：

HCAR1 通过 14-3-3ζ 介导 STAT3 活化，促进 CCL2 和 CCL7 表达。
14-3-3ζ 抑制剂降低 STAT3 磷酸化及 CCL2 和 CCL7 表达。

利血平抑制 HCAR1 活性并增强免疫治疗（Figure 5）

方法：

计算机筛选 HCAR1 抑制剂，鉴定利血平。
体外实验验证利血平对 HCAR1-14-3-3ζ 结合、STAT3 磷酸化及 CCL2/CCL7 表达的抑制作用。
体内实验评估利血平对 PMN-MDSC 招募、CD8+ T 细胞浸润及肿瘤生长的影响。

结果：

利血平抑制 HCAR1-14-3-3ζ 结合及 STAT3 途径，减少 PMN-MDSC，增加 CD8+ T 细胞。
利血平增强 PD-1 抗体治疗的疗效。

研究意义

HCAR1 是 CRC 免疫抑制的新机制，其通过 PMN-MDSC 影响 CD8+ T 细胞功能。利血平作为 HCAR1 抑制剂，为提高 CRC 免疫治疗提供新策略。

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DrLeo

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