NAT CANCER（IF=22.7）| 纤维化“铁幕”：巨噬细胞通过影响氨基酸代谢，“饿死”T细胞导致免疫逃逸！

C57BL/6J 小鼠；

PyMT小鼠；

CD8⁺ T细胞。

通过小鼠乳腺肿瘤模型探讨了TME中纤维化、基质硬化与TAMs表型间的关联。RNA测序结果揭示纤维化肿瘤中IL-4相关基因、胶原ECM合成与重编程途径表达上升。实验表明，刚度和纤维化的ECM通过抑制胶原蛋白交联影响TAM表型。β-氨基丙腈（BAPN）处理的肿瘤中TAMs表达胶原ECM基因水平降低，免疫荧光显示BAPN处理小鼠中TAM表达胶原蛋白减少。添加骨髓来源的巨噬细胞（BMDMs）促进成纤维细胞ECM的胶原VI沉积，表明部分TAMs通过合成分子促进肿瘤相关纤维化。在人类肿瘤中，髓样细胞的胶原转录本表达与免疫反应和生存率呈反相关，乳腺肿瘤样本显示胶原ECM特征与IL-4介导的替代激活相关。

基因启动子分析预测SMAD和特异性蛋白 1（SP1）调节与TGFβ信号转导相关的转录反应。TAM自分泌TGFβ信号可能促进ECM合成。在坚硬基质上，IL-4和TGFβ1诱导胶原VI表达，TGFβ1影响Arg1表达并抑制抵抗素样分子（Relma/Retnla/Fizz1）。TAM在PyMT乳腺肿瘤中表达低Retnla和高Arg1及与TGFβ相关基因。刚度增强TGFβ信号传导，促进TAM自分泌TGFβ1回路，增强ECM合成、Arg1表达，减少Retnla表达。在缺乏TGFβ信号转导的髓细胞小鼠模型中观察到胶原VI和XII减少，肿瘤质量降低，细胞凋亡增加。这表明TAM通过TGFβ信号介导抗肿瘤反应，抑制T细胞抗肿瘤作用增强。

先前已证实肿瘤进展伴随TGF-β驱动的ECM合成，与低CTL浸润相关。研究了ECM合成如何限制CTL抗肿瘤免疫。ECM硬度影响细胞代谢，特别是精氨酸代谢，这是免疫细胞功能的关键。在PyMT肿瘤中，抑制胶原交联降低基质硬度，导致精氨酸浓度增加，而脯氨酸和鸟氨酸减少。进一步，我们发现TAM中TGF-β信号影响精氨酸/鸟氨酸/脯氨酸比例，且TGF-β促进精氨酸向脯氨酸的转化。骨髓特异性Arg1缺失延长小鼠生存期，减少胶原VI水平，并增加凋亡标志物，同时CTL在肿瘤中更广泛分布。实验证实精氨酸代谢对脯氨酸合成和ECM产生至关重要，且受ECM刚度和TGF-β影响。最后，我们发现ECM硬度增强细胞内鸟氨酸积累，而TGF-β促进其在培养基中的分泌，这一过程与线粒体呼吸抑制和NADH水平增加有关。

PyMT肿瘤TME中鸟氨酸增加，可能与精氨酸消耗相关。精氨酸是淋巴细胞存活和抗肿瘤反应的关键代谢物。我们假设工程细菌可能使用鸟氨酸合成精氨酸，通过实验证实E. coli Nissle 1917可从鸟氨酸合成精氨酸。虽然人类肿瘤样本中精氨酸/鸟氨酸/脯氨酸代谢的临床相关性难以确定，但膳食补充鸟氨酸影响肿瘤浸润性CD8⁺ CTL的激活和增殖。在激活的CD8⁺ CTL中，鸟氨酸增加导致ATP降低和精氨酸水平升高，这可能影响抗肿瘤编程。进一步发现，鸟氨酸和精氨酸在CTL中的摄取存在竞争性抑制，且鸟氨酸代谢受精氨酸的影响。在补充精氨酸和甘氨酸的情况下，检查点阻断使治疗小鼠的中位生存时间增加了33%。这些数据表明，通过ECM合成的Arg1⁺ TAM富含鸟氨酸的纤维化肿瘤可能通过为其抗肿瘤活性创造一个不适宜的代谢环境来阻碍抗肿瘤CD8⁺ CTL反应。