“巨噬细胞”又一篇Advanced Science！哈尔滨医科大学搭载火爆的“多组学”，拿下“顶刊中的水刊”AS！

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文章是11月13日，哈尔滨医科大学赵艳滨/高越共同通讯在线发表的题为“Integrin β8 Facilitates Macrophage Infiltration and Polarization by Regulating CCL5 to Promote LUAD Progression”的研究论文。文章探讨了整合素β8（ITGβ8）在肺腺癌（LUAD）进展中的作用，特别是其如何通过调节CCL5影响巨噬细胞的浸润和极化。

文章从国自然榜一大哥“巨噬细胞”入手，结合了多种实验技术，包括单细胞RNA测序、条件培养基实验、流式细胞术、动物模型等，形成了一个全面的研究框架，增强了研究的深度和广度；通过分析ITGβ8与LUAD患者预后的关系，强调了ITGβ8作为潜在生物标志物的临床应用价值，为个性化治疗策略的制定提供了依据，临床意义也直接拉满！希望这篇文章对各位医生的科研思路能提供一个新的见解！灵光乍现，但没有下文？没关系，你来提供idea，我提供优质服务，主打就是一个满意！感兴趣的伙伴速速联系甄博吧！

题目：整合素β8通过调节CCL5促进巨噬细胞浸润和极化，促进肺腺癌进展

发表时间：2024年11月

研究背景

肺腺癌（LUAD）是一种发病率和死亡率极高的恶性肿瘤，其五年总生存率不足20%，且目前缺乏有效的治疗手段。肿瘤微环境（TME）中的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在LUAD的进展和转移中起着重要作用，尤其是M2型巨噬细胞与肿瘤生长和预后不良相关。整合素β8（ITGβ8）在多种癌症中表达上调，并与肿瘤的进展相关，但其在LUAD中的作用及其与巨噬细胞的相互作用机制尚不清楚。

研究设计

研究主要结果

1.ITGβ8高表达与LUAD不良预后和TAM数量增加相关

利用公共数据库TCGA和GEO在非小细胞肺癌(NSCLC)和肺腺癌(LUAD)中的肿瘤组织与正常组织之间识别出4076个DEGs。接着构建共表达网络，筛选出22个与免疫和上皮-间充质转化(EMT)相关的DEGs。分析TCGA数据集中的LUAD样本，发现ITGβ8在肿瘤组织中高度表达，KM生存分析显示，高ITGβ8表达患者的总生存期（OS）显著短于低表达患者。    

利用scRNA-seq数据分析ITGβ8在TME中的分布，发现其在肿瘤细胞中表达最为频繁。使用TIMER分析TCGA-LUAD组中ITGβ8与各种免疫细胞类型浸润之间的相关性，发现ITGβ8表达与多种免疫细胞类型的浸润呈正相关。Western blotting分析显示，ITGβ8在LUAD组织样本中显著过表达，IHC结果显示CD163蛋白表达水平在ITGβ8高表达的LUAD组织中显著升高。此外，生存曲线显示，ITGβ8和CD163表达水平高的患者OS较短。

上述结果表明，ITGβ8与LUAD患者的不良预后相关，可能在调节M2极化和巨噬细胞浸润方面发挥重要作用。（这不就是公共数据库多组学生信分析打好前期研究基础吗？朋友们方法学起来，用到你自己的课题中，作为申请国科金的预实验，简直是工作量丰富图片又漂亮，试问哪个评审专家不心动？这些生信分析对于甄博来说都是小菜一碟，有需要的来找我吧~）

2.ITGβ8对巨噬细胞向M2表型的极化和招募至关重要

Western blotting检测不同LUAD细胞系中ITGβ8的表达情况，发现A549、H1299、H1975和H1993等LUAD细胞系中ITGβ8的表达水平相对较高。共培养系统研究显示，ITGβ8过表达的LUAD细胞促进THP-1巨噬细胞向M2型极化，而ITGβ8敲低的细胞则减少了M2型巨噬细胞标志物的表达。ELISA测定和流式细胞术分析发现ITGβ8过表达的LUAD细胞的条件培养基增加了CD163+巨噬细胞的数量，表明ITGβ8具有促进巨噬细胞招募的作用。

3.ITGβ8促进M2巨噬细胞在LUAD中的恶性特征

Transwell实验、CCK-8、集落形成实验、划痕实验及Matrigel侵袭实验发现ITGβ8改变的LUAD细胞的条件培养基显著影响了肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力。通过向BALB/c裸鼠注射A549-Vector细胞和A549-ITGβ8细胞，以及使用氯卓酸脂质体耗竭巨噬细胞，来评估ITGβ8对肿瘤生长和转移的影响，发现在BALB/c裸鼠中，A549-ITGβ8细胞形成的肿瘤比A549-Vector细胞形成的肿瘤更大，氯卓酸脂质体耗竭巨噬细胞可以抵消ITGβ8过表达细胞的肿瘤促进效应。通过尾静脉注射A549-Vector或A549-ITGβ8细胞到裸鼠中，建立肺转移模型，发现ITGβ8过表达显著促进了肺转移。

上述结果表明ITGβ8通过调节M2样巨噬细胞极化和功能，促进了LUAD的恶性表型，包括增殖、迁移、侵袭和转移，揭示了ITGβ8在LUAD进展中的重要作用。

4.ITGβ8促进CCL5诱导的THP-1巨噬细胞极化和趋化

在ITGβ过表达的A549细胞中进行RNA-seq，识别出30个DEGs，GO和KEGG分析显示ITGβ8参与了多种细胞过程，包括传染病、免疫系统和信号传导。进一步研究发现在LUAD细胞系中，CCL5的mRNA和浓度水平在ITGβ过表达后上升。在共培养实验中，检测到THP-1巨噬细胞中的CCR5表达因ITGβ8过表达而上调。此外，CCL5受体CCR5在scRNA-seq数据集中巨噬细胞中的表达相对较高，进一步在TCGA-LUAD数据集分析显示，CCR5在ITGβ8高表达组中上调。

接着在H1299和H1993细胞中敲低CCL5，或直接向THP-1巨噬细胞的培养基中添加重组人CCL5（rhCCL5），qRTPCR和ELISA显示，与H1299-siCCL5和H1993-siCCL5细胞共培养的THP-1巨噬细胞显示出M2生物标志物的下调以及IL4、IL8和IL10分泌水平的降低，而rhCCL5处理的THP-1巨噬细胞则表现出M2生物标志物表达的增加和IL4、IL8和IL10分泌的增加，通过流式细胞术得到确认。在A549-ITGβ8细胞中敲低CCL5进行阻断实验，发现CD163、CD206和Arg1表达的降低，IL4、IL8和IL10分泌的减少，以及CD163+ THP-1巨噬细胞数量的减少。趋化性测定显示，H1299-siCCL5-CM和H1993-siCCL5-CM减少了迁移的THP-1巨噬细胞数量，添加rhCCL5增加了迁移的THP-1巨噬细胞数量。功能测定显示，用H1299-siCCL5-TCM和H1993-siCCL5-TCM处理的H1299和H1993细胞的增殖能力降低，CCL5敲除逆转了A549-ITGβ8-TCM对A549细胞增殖的影响。Transwell实验进一步揭示，H1299-siCCL5-TCM和H1993-siCCL5-TCM导致迁移和侵袭能力显著降低。基于A549细胞中ITGβ8过表达的CCL8敲低的中药减少了迁移性和侵袭性肿瘤细胞的数量。

总体而言，表明ITGβ8对肿瘤细胞和巨噬细胞之间串扰的影响是通过调节CCL5实现的。

5.ITGβ8调节CCL5通过PI3K/AKT/IRF9信号通路

利用GEPIA2数据库分析IRF9和CCL5之间的相关性，发现IRF9的表达变化与CCL5的mRNA表达和分泌水平呈正相关，表明IRF9可能直接调控CCL5。Western blotting发现ITGβ8过表达增加了IRF9的蛋白表达，敲低则降低了IRF9的表达。过表达激活了PI3K/AKT信号通路的关键蛋白，促进了THP-1巨噬细胞向M2型极化，增加了LUAD细胞的增殖、迁移和侵袭能力，LY294002处理则逆转了这种激活。ITGβ8通过激活PI3K/AKT信号通路上调IRF9，进而增加CCL5的表达。

这些发现揭示了ITGβ8通过PI3K/AKT/IRF9信号通路调节CCL5表达的分子机制，并指出了这一信号轴在LUAD进展中的重要作用。

文章小结

(1)首次系统性地探讨了ITGβ8在LUAD中的作用，尤其是在调节TME中巨噬细胞极化和浸润方面的功能，为理解LUAD的进展机制提供了新的视角。    

(2)深入分析了LUAD细胞与TAMs之间的复杂相互作用，揭示了ITGβ8通过调节CCL5的表达促进M2型巨噬细胞的极化和招募的机制，为肿瘤免疫治疗提供了新的靶点。

(3)揭示了PI3K/AKT/IRF9信号通路在ITGβ8调节CCL5表达中的关键作用，进一步阐明了这一信号通路在LUAD进展中的重要性，为开发针对该通路的靶向治疗提供了理论基础。

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