STTT | IF=52.7！天津医科大学郝继辉/高松团队：靶向GPR34+损伤相关巨噬细胞，破解胰腺癌索凡替尼耐药难题

2026年4月28日，天津医科大学肿瘤医院郝继辉、高松教授团队联合在Signal Transduction and Targeted Therapy发表了题为“Targeting GPR34 in damage-associated macrophages enhances anti-tumor immunity and the efficacy of Surufatinib in pancreatic cancer”的研究论文。该研究联合单细胞转录组学、特异性基因敲除小鼠模型及临床队列，揭示了损伤相关巨噬细胞中GPR34在免疫抑制与治疗抵抗中的核心角色。

为探究巨噬细胞重编程是否与胰腺癌中对索凡替尼的耐药性相关，研究团队首先分析了TCGA数据库中相关靶点的转录表达情况。结果显示，CSF1-CSF-1R通路在胰腺肿瘤组织中特异性上调，而FGFR1和VEGFA主要在正常胰腺组织中表达。进一步分析TISCH数据库中的单细胞RNA测序数据集，证实CSF1R在多个PDAC数据集的单核细胞/巨噬细胞群体中高度富集。基于上述发现，研究团队对入组临床试验（NCT05908747）患者的肿瘤样本进行了单细胞RNA测序，并根据RECIST v1.1标准将患者分为应答组与无应答组（图1b）。结果显示，无应答者中免疫细胞，特别是巨噬细胞的比例显著升高（图1e，f）。对巨噬细胞进行重新聚类分析后，共鉴定出5个亚群（图1g），其中Mac_cl1亚群在无应答者中高度富集（图1h，i）。该亚群高表达GPR34及内吞作用相关基因，并富集于损伤反应、吞噬体和溶酶体通路（图1j，k）。因此，研究团队将Mac_cl1定义为损伤相关巨噬细胞（DAMs），并将其标记基因为GPR34。以上数据表明，GPR34⁺ DAMs的富集与胰腺癌中对索凡替尼的耐药性密切相关。

图1. 胰腺癌在联合使用索凡替尼化疗后的细胞组成。

为明确GPR34⁺ DAMs是否与CD8⁺ T细胞耗竭及免疫抑制相关，研究团队首先分析了肿瘤组织中GPR34的细胞分布特征。结果显示，GPR34主要在巨噬细胞中表达（图2a）。将巨噬细胞分为GPR34⁺ 与GPR34^- 两群进行差异分析发现，GPR34⁺ 巨噬细胞上调了内吞、吞噬及损伤相关基因，而GPR34^- 巨噬细胞则高表达MHC II类分子和趋化因子（图2b，c）。进一步的GO分析证实，GPR34⁺ TAMs主要参与损伤反应和吞噬功能，而GPR34^- TAMs则富集于淋巴细胞活化和抗原提呈通路（图2d，e）。为评估GPR34⁺ TAMs与T细胞功能的关系，研究团队分析了单细胞RNA测序数据中的细胞间通讯。结果表明，在无应答者中，GPR34⁺ TAMs与CD8⁺ T细胞之间的相互作用增强，且无应答者表现出更显著的CD8⁺ T细胞耗竭（图2f）。多因子免疫荧光分析进一步证实，GPR34在巨噬细胞中特异性高表达，在其他免疫细胞及基质细胞中表达显著降低（图2g-i）。流式细胞术分析手术标本得到一致结果（图2j）。研究团队还在三个独立的外部单细胞RNA测序数据集中验证了GPR34⁺ 巨噬细胞的存在及其与T细胞耗竭的相关性。对回顾性及前瞻性患者队列的组织芯片分析显示，GPR34⁺ 巨噬细胞比例与CD8⁺ T细胞浸润呈负相关，与FOXP3⁺ Treg细胞浸润呈正相关，且高GPR34⁺ 巨噬细胞浸润与较短的无复发生存期和总生存期相关（图2k，l）。空间分布分析显示，GPR34⁺ TAMs局限于肿瘤巢内，而CD8⁺ T细胞主要分布在外周间质区。流式细胞术证实，GPR34⁺ TAMs在肿瘤组织中的丰度显著高于癌旁正常组织，并伴随CD8⁺ T细胞耗竭和M2型TAMs增加（图2m，n）。以上数据表明，GPR34⁺ DAMs与PDAC中的CD8⁺ T细胞耗竭、免疫抑制及不良预后密切相关。

图2. GPR34在巨噬细胞中的作用。

为探究GPR34在巨噬细胞中的体内功能，研究团队通过将Gpr34^flox/flox小鼠与Lyz2-CreERT小鼠交配，获得了巨噬细胞特异性敲除Gpr34小鼠模型（Gpr34^ΔLyz2），并建立原位胰腺肿瘤模型。结果显示，在化疗诱导的组织损伤条件下，Gpr34^ΔLyz2小鼠的肿瘤负荷显著低于对照组（图3a-c），提示GPR34促进肿瘤对治疗所致损伤的耐受。免疫谱分析表明，Gpr34^ΔLyz2小鼠肿瘤中免疫抑制性巨噬细胞显著减少，而CD8⁺ T细胞浸润增加、耗竭T细胞减少（图3d）。为验证上述发现，研究团队采用骨髓移植模型，将GPR34^-/-造血干细胞移植至KPC小鼠中。结果显示，GPR34敲除显著增强了化疗对原发肿瘤的疗效，并延长了小鼠生存期（图3e-g）。在胞葬功能评估中，Gpr34^ΔLyz2小鼠的巨噬细胞对凋亡肿瘤细胞的吞噬能力显著受损，且胞葬受体MerTK和AXL表达降低（图3j-m）。体外共培养实验进一步证实了上述结果（图3n）。以上数据表明，GPR34是巨噬细胞驱动胞葬作用和免疫抑制的关键分子，靶向GPR34可重塑肿瘤微环境，增强抗肿瘤免疫。

图3. 巨噬细胞特异性敲除Gpr34可改善小鼠的化疗效果。

为阐明GPR34⁺ TAMs介导免疫抑制的分子机制，研究团队首先在Gpr34^ΔLyz2小鼠中进行了CD8⁺ T细胞清除实验。结果显示，清除CD8⁺ T细胞后，Gpr34^ΔLyz2小鼠的化疗增敏效应完全消失，而清除NK细胞则无显著影响（图4a-c），表明GPR34主要通过CD8⁺ T细胞依赖性途径调控肿瘤杀伤。为解析巨噬细胞与T细胞的互作机制，研究团队建立了BMDMs与CD8⁺ T细胞的体外共培养体系。结果显示，Gpr34^-/- BMDMs的免疫抑制活性减弱，胞葬能力下降，MHC-I表达上调，同时CD8⁺ T细胞的耗竭减少、细胞毒性增强（图4d，e）。在OT-1抗原特异性体系中，Gpr34^-/- BMDMs同样增强了CD8⁺ T细胞的杀伤功能并降低了其耗竭水平（图4f，g）。单细胞RNA测序的细胞间通讯分析显示，GPR34⁺ TAMs与T细胞之间通过CXCL信号通路富集相互作用，其中CXCL16是上调最显著的分泌蛋白（图4h）。研究团队进一步证实，Gpr34^-/- BMDMs中CXCL16的转录和分泌水平均显著降低（图4i，j）。在BMDM中敲低Cxcl16可逆转LysoPS诱导的CD8⁺ T细胞耗竭并恢复其细胞毒性（图4k，l）。以上数据表明，GPR34通过诱导巨噬细胞分泌CXCL16，驱动CD8⁺ T细胞耗竭，从而在PDAC微环境中加剧免疫抑制并促进化疗耐药。

图4. 在巨噬细胞与CD8⁺ T细胞共培养系统中验证GPR34的功能。

为探究LysoPS-GPR34信号轴在巨噬细胞胞葬作用中的调控机制，研究团队采用LysoPS处理的BMDMs与化疗诱导的凋亡肿瘤细胞共培养。结果显示，LysoPS处理显著增强了巨噬细胞的胞葬作用，而这一效应在Gpr34^-/-细胞中被显著削弱（图5a）。机制研究发现，LysoPS通过GPR34激活了PI3K-AKT信号通路（图5b），并促进了巨噬细胞的免疫抑制功能，同时降低了MHC-I表达（图5c）。为验证该通路的因果作用，研究团队使用PI3K/AKT抑制剂进行处理。结果显示，抑制PI3K/AKT不仅减弱了巨噬细胞的胞葬能力（图5d），还逆转了LysoPS诱导的免疫抑制功能（图5e），表明LysoPS-GPR34轴依赖PI3K-AKT信号介导上述效应。为进一步明确下游分子，研究团队分析了单细胞RNA测序数据，发现GPR34⁺ TAMs中胞葬相关基因MERTK、AXL、TYRO3及GAS6显著上调（图5f）。体内外实验证实，LysoPS以AKT依赖性方式上调MERTK表达（图5g，h）。此外，LysoPS还诱导了免疫抑制性细胞因子CXCL16的分泌（图5i）。以上数据表明，组织损伤来源的LysoPS通过激活巨噬细胞GPR34，经PI3K-AKT信号通路上调MERTK表达以增强胞葬作用，并直接促进CXCL16分泌，进而协同驱动CD8⁺ T细胞耗竭。

图5. LysoPS-GPR34调控巨噬细胞吞噬作用及炎症细胞因子分泌。

为探究巨噬细胞胞葬作用导致MHC-I下调的机制，研究团队首先检测了LysoPS和凋亡肿瘤细胞对MHC-I表达的影响。结果显示，单独LysoPS处理不改变MHC-I水平，而与凋亡肿瘤细胞共培养后MHC-I显著下调，表明MHC-I抑制依赖于胞葬作用而非GPR34直接信号。使用MerTK抑制剂处理可逆转该下调效应，同时增强巨噬细胞的抗原提呈能力，减轻CD8⁺ T细胞耗竭（图6a-c）。进一步分析显示，MerTK抑制剂减少了吞噬溶酶体的形成，恢复了MHC-I蛋白水平（图6d-f），提示胞葬作用通过促进溶酶体活化介导MHC-I降解。单细胞RNA测序数据表明，GPR34⁺ TAMs高表达溶酶体相关基因（图6g）。Gpr34缺失可抑制溶酶体生物发生和MHC-I降解（图6h）。机制上，研究团队在GPR34⁺ TAMs中鉴定出溶酶体调节因子TFEB和MITF上调（图6i）。敲低任一因子均可阻断凋亡细胞摄取引起的MHC-I降解，并增强CD8⁺ T细胞功能（图6j）。使用溶酶体抑制剂处理同样可阻断MHC-I降解，恢复抗原提呈功能（图6k-n）。最后，在BMDM-OT1共培养模型中，研究团队证实LysoPS-GPR34信号通过诱导CXCL16分泌和增强胞葬依赖性溶酶体MHC-I降解，协同驱动CD8⁺ T细胞耗竭（图6o-q）。以上数据表明，巨噬细胞GPR34通过分泌CXCL16和经溶酶体途径降解MHC-I害抗原提呈并促进免疫耗竭。

图6. 巨噬细胞的吞噬功能通过MHC-I影响抗原呈递能力。

鉴于LysoPS-GPR34信号在驱动胞葬作用、免疫抑制和索凡替尼耐药中的关键作用，研究团队在临床前模型中探究了GPR34拮抗剂的治疗潜力。在原位胰腺肿瘤模型中，GPR34拮抗剂显著增强了标准化疗和索凡替尼的抗肿瘤疗效（图7a-c）。同时，GPR34拮抗剂的联合治疗显著抑制了KPC小鼠的肿瘤生长并延长了生存期（图7d-f）。为进一步评估临床相关性，研究团队采用了患者来源的类器官-PBMC共培养体系。在该体系中，GPR34拮抗剂持续改善了化疗和索凡替尼的疗效（图7g，h）。安全性评估表明，联合治疗未引起主要器官的明显病理改变，也未显著加重化疗诱导的骨髓抑制或肝毒性。作为对比，研究团队还评估了抗CXCL16的治疗效果，结果显示其未达到GPR34拮抗剂相当的抗肿瘤或免疫增强作用。以上数据表明，GPR34拮抗剂能够克服免疫抑制屏障，显著增强索凡替尼和化疗在胰腺癌中的治疗疗效。

图7. GPR34拮抗剂可增强化疗及索凡替尼的疗效。

关于我们