FABP1

*仅供医学专业人士阅读参考奥利司他是一种自1999年起获得FDA批准的减肥药物，主要通过抑制胃肠道脂肪酶来减少脂肪吸收，从而减轻体重。没想到，如今竟被发掘与PD-1抑制剂迸发新的火花。江苏省人民医院的王学浩、夏永祥以及天津中医药大学第一附属医院的刘莉等人利用单细胞RNA测序技术分析发现，肿瘤相关巨噬细胞过表达的脂肪酸结合蛋白1（FABP1），能够驱动肝细胞癌的免疫抑制性肿瘤微环境。小鼠实验中，奥利司他可以显著抑制FABP1活性，与PD-1抑制剂具有协同治疗效果，缓解肝细胞癌进展。论文首页截图根据世界卫生组织的数据，肝癌是全球第5大常见癌症，同时也是第三大癌症致死原因。其中，肝细胞癌（HCC）是一种常见的原发性肝癌，约占所有肝癌的90%。了解肿瘤微环境的组成，可以帮助我们理解肿瘤进展的机制，破解肿瘤的免疫抑制性。在此之前，已有许多研究利用单细胞RNA测序（scRNA-seq），描绘了人类HCC中复杂的肿瘤微环境景观和细胞间的相互作用。尽管如此，尚无研究调查HCC不同阶段的肿瘤微环境差异。在这项研究中，研究团队获取3名II期HCC患者和4名III期HCC患者的肿瘤组织和邻近组织样本，从中分离免疫细胞并进行scRNA-seq，以揭示不同阶段HCC肿瘤微环境中免疫细胞的富集状态和功能，帮助我们理解HCC的进展。结果显示，与邻近正常组织和II期HCC组织相比，FABP1在III期HCC组织的肿瘤相关巨噬细胞（TAM）中过度表达。这一结果在对另外15名HCC患者活检样本进行免疫荧光检测后得到充分验证。III期HCC组织中FABP1表达水平更高结合CytoTRACE工具分析scRNA-seq数据，研究团队发现，与HCC进展阶段一致，III期HCC中表达FABP1的肿瘤相关巨噬细胞已处于分化末期，而邻居正常组织和II期HCC组织中的肿瘤相关巨噬细胞处于分化早期。那么，与HCC进展“并肩前行”的FABP1，究竟扮演了什么角色呢？先来说说肿瘤相关巨噬细胞，这类免疫细胞可分为M1和M2两种极化状态。其中，M2肿瘤相关巨噬细胞被证明具有促肿瘤作用，不仅帮助肿瘤细胞逃避免疫系统的监测，还能促进血管生成、组织重塑和肿瘤细胞的侵袭能力，参与构成免疫抑制性肿瘤微环境。脂肪酸氧化，可以帮助维持M2巨噬细胞的极化状态。在这里，研究团队发现，FABP1便是通过与肿瘤微环境中的过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARg）相互作用，促进脂肪酸氧化的发生，从而维持肿瘤相关巨噬细胞的M2表型，促进HCC进展。体外实验和HCC小鼠实验结果表明，抑制肿瘤相关巨噬细胞表达FABP1，能够显著减少HCC细胞的增殖、侵袭和迁移能力。另一方面，FABP1表达缺失的HCC小鼠免疫抑制性肿瘤微环境得到改善，免疫激活并且对PD-1抑制剂治疗的敏感性增强，抗肿瘤的树突状细胞、M1巨噬细胞、CD8阳性T细胞、自然杀伤细胞的浸润水平及其活化标志物的表达增加，调节性T细胞的比例减少。FABP1缺失的肿瘤微环境免疫激活由于当前尚无抑制FABP1的药物，研究团队采用虚拟筛选寻找可能抑制FABP1的小分子化合物。经筛选，减肥药奥利司他浮出水面，能够有效抑制FABP1的活性。在小鼠实验中，相比于安慰剂治疗和PD-1抑制剂单独治疗，奥利司他+PD-1抑制剂的联合治疗具有明显更优的肿瘤抑制效果，增加CD8阳性T细胞浸润和活化水平。不仅如此，研究团队将奥利司他和近红外荧光探针IR780包裹在脂质体内作为药物传递系统，以进一步增强奥利司他的给药效果，并对体内药物代谢进行可视化观察。结果显示，在与PD-1抑制剂的联合使用时，与直接注射奥利司他相比，通过脂质体递送奥利司他抑制HCC生长的效果得到提升，表现出更高的肿瘤抑制作用；脂质体注射后1小时，药物在肝脏积累，而在其它器官很少积累。奥利司他与PD-1抑制剂具有协同作用另外，研究团队在小鼠实验中有意外发现。对于原发性结直肠癌小鼠来说，FABP1表达缺失使其肝转移明显减少，说明FABP1还可作为结直肠癌肝转移的治疗靶点。以往研究结果指出，FABP1在47%-100%的肝细胞癌、47.4%-83.3%的肺癌、30%-81.5%的结直肠癌、38.6%的胃腺癌、27%-36.4%的肾癌以及12.1%的胰腺癌中呈阳性表达，但迄今为止少有研究探讨其在肿瘤微环境中的作用。这项研究利用单细胞RNA测序描绘HCC不同阶段的肿瘤浸润免疫细胞组成，确定了FABP1是肝细胞癌的治疗新靶点。为应对FABP1，研究团队将奥利司他这一减肥药老药新用，并且结合脂质体技术使治疗效果进一步优化，为HCC的免疫治疗耐药性提供了新颖的解法。参考文献：[1]https://jitc-bmj-com.libproxy1.nus.edu.sg/content/11/11/e007030本文作者丨张艾迪

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Sophia 导读： 单细胞RNA测序，也称为scRNA-seq，是一种在单个细胞基础上分析细胞群的方法。它对于更深入地了解复杂肿瘤微环境中的细胞行为特别有用。尽管之前的几项研究已经检查了肝细胞癌（HCC）组织的 scRNA-seq，但没有人测试和分析不同阶段的 HCC。 近日，南京医科大学王学浩院士、夏永祥教授联合天津中医药大学学者共同通讯在《Journal for Immuno Therapy of Cancer》发表题为“Single-cell RNA-sequencing atlas reveals an FABP1-dependent immunosuppressive environment in hepatocellular carcinoma”的研究论文， 研究通过ScRNA-seq图谱揭示了HCC中FABP1依赖性免疫抑制环境。研究发现，奥利司他（Orlistat）显著抑制FABP1活性，而抗PD-1联合用药可协同治疗HCC进展。 https://jitc-bmj-com.libproxy1.nus.edu.sg/content/11/11/e007030 研究背景 01 肝细胞癌 （HCC） 是一种普遍存在的原发性肝癌，约占所有肝癌病例的 90%。根据世界卫生组织的数据，肝细胞癌在全球所有常见癌症中排名第五，是与癌症相关的第三大死因。HCC 的发病率因地理区域而异。它在世界不发达地区更为普遍;例如，在东亚和撒哈拉以南非洲，其年发病率超过每10万人15例。 然而，HCC发病率在欧洲和美国正在迅速上升，预计在未来10年内将持续上升。 不同的分期系统，如肿瘤淋巴结转移 （TNM）、奥田、意大利肝癌项目、日本综合分期和巴塞罗那诊所肝癌，用于预测 HCC 患者的生存率。使用 TNM 分类，美国癌症联合委员会/国际抗癌联盟分期方法对 HCC 患者进行分层，考虑到肿瘤大小和数量、血管浸润、双椎受累和肝外转移，高 TNM 分期意味着 HCC 患者的预后不良。 然而，低TNM期向高TNM期HCC恶性肿瘤进展的分子机制仍然未知。因此，阐明肝细胞癌进展的发病机制以及确定预测因素和治疗靶点至关重要。 研究进展 02 在本研究中，我们对3例II期和4例III期HCC病例的癌组织和邻近代表组织中分离的免疫细胞进行了深度 scRNA-seq，该分析包括 15 个样本。为了获得癌细胞组成的整体谱图，在CD45的分离过程中对一个细分细胞进行了分类，以确保对众多免疫相关细胞的处理。我们鉴定了多种免疫细胞亚型，包括巨噬细胞、自然杀伤（NK）、B淋巴细胞、CD8+T淋巴细胞和CD4+T淋巴细胞，以及相关的发育和富集机制。有趣的是，与II期HCC组织相比，脂肪酸结合蛋白1（FABP1）在III期HCC组织的肿瘤相关巨噬细胞（TAM）中过表达，并且在更多HCC人类样本中的免疫荧光检测验证了这一结论。本研究还阐述了FABP1在肝癌TAMs中的功能和机制。 研究结论 03 总体而言，FABP1在III期HCC组织中相对于II期HCC组织中过表达，在更多HCC人样本中通过免疫荧光检测充分证实了这一结论。TAMs中FABP1的抑制限制了HCC在体外和体内的进展。此外，FABP1在TAMs中与PPARG相互作用，促进FAO和HCC的进展。 我们在进一步的临床实践中发现，奥利司他显著抑制了FABP1活性，而抗PD-1的联合治疗可以协同治疗HCC进展（图 10）。负载奥利司他并与IR780探针连接的脂质体可以进一步增强奥利司他的治疗效果，并可视化药物在体内的代谢。 模式图显示 TAM 中 FABP1 的抑制在体外和体内抑制 HCC 进展。 此外，FABP1在TAMs中与PPARG相互作用，促进脂质代谢和HCC的进展。在进一步的临床转化中，我们发现奥利司他显著抑制了 FABP1 活性，而抗 PD-1 的联合疗法可以协同治疗 HCC 进展。 参考资料： https://jitc-bmj-com.libproxy1.nus.edu.sg/content/11/11/e007030 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 北京｜12月19日-20日 ▶第四届单细胞测序技术应用研讨会暨单细胞&空间组学研讨会（日程稍后公布） 点击对应文字 查看详情

人类的遗传物质主要存在于细胞内，但血液中也漂浮着少量的DNA和RNA，通常是由垂死的细胞释放。在孕妇中，这种物质来自胎儿、胎盘和母亲。生物技术公司Mirvie通过使用机器学习和液体活检技术，开发出一种适用于孕妇的迅速、简单、个性化血液测试。该测试将用于在孕期发现并预防妊娠病发症，如早产、先兆子痫、妊娠糖尿病等。2022年5月17日，Mirvie宣布完成6000万美元的B轮融资。本轮融资由Decheng Capital领投，BlackRock, Foresite Capital, General Catalyst, GV, Khosla Ventures,与Mayfield 跟投。截至目前，Mirvie共计完成9000万美元的融资，本次融资致使该公司估值达到1.55亿美元。在本月初，Mirvie的先兆子痫测试技术获得了FDA突破性设备指定。本轮融资筹集的资金将用于资助该项技术的10000人临床试验，为Mirvie的检测技术走向商业化提供重要支持。女儿的早产让生物工程师父亲开始技术研究在美国，每年有一千五百万婴儿早产(MIT Technology Review. 02.27.2019)，美国科学家，加州理工学院的生物工程师Stephen Quake的女儿Zoe就是其中之一。提前一个月来到世界的她，第一晚只能在保温箱度过。Quake看着保温箱里的女儿，和刚结束紧急破腹产手术的妻子，开始思考为何生产不能被更加准确的预测。在Zoe高中三年级的时候，Quake宣布自己开发出了一种母亲的RNA血液测试。通过对母亲血液中自由漂浮的RNA进行测序，Quake识别出七个与早产相关基因的表达变化，找到可能过早分娩的女性，给医生和新生儿家庭争取更多的准备时间。这样的液体活检技术在肿瘤早筛领域发展多年。在斯坦福大学学习应用物理和基因组技术的Maneesh Jain博士花了二十年的时间将液体活检技术商业化，期间担任一家肿瘤早筛液体活检公司的CEO。2018年，二位看到了该技术在这癌症与妊娠两个领域中“技术应用”和“资源分配”的差异，决定创立一个通过液体活检为女性提供怀孕健康支持的平台——Mirvie，Stephen Quake担任科学顾问委员会主席，Maneesh Jain担任首席执行官。宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的孕产妇胎儿医学医生Michal Elovitz在十多年前研究出预测孕妇早产风险的母体血液蛋白质，但检测单个蛋白的方法比较局限，不易于推广，而Quake和Jain的RNA检测技术引起了Elovitz的兴趣。加上多年的临床经验，Elovitz也看到了医生在妊娠并发症，如先兆子痫、妊娠糖尿病等方面的不准确干预，Elovitz加入Mirvie希望找到妊娠并发症的真正病因所在。Michal Elovitz医生如今担任Mirvie的首席医学顾问。Mirvie联合创始人兼首席执行官Maneesh Jain，首席医学顾问Michal Elovitz，联合创始人兼科学顾问委员会主席 Stephen Quake  cfRNA预测胎龄成本更低，提前2个月识别自发性早产几千年来，了解怀孕的时间和进程一直是人们感兴趣的话题。古希腊人对胎儿发育的不同阶段就已经有了详细的描述，现在的生物学家虽然也拥有胎儿和胎盘发育的详细细胞与分子图谱，但目前并没有一种可靠预测胎龄的分子测试。人绒毛膜促性腺激素(HCG)和α胎蛋白的血液水平分别用于检测受孕情况和胎儿并发症，然而这两种分子检测都不能用于确定胎龄。根据孕妇最后一次月经期估算胎龄极不准确，超声成像目前是提供胎儿发育和胎龄信息的金标准，但在资源缺乏的地区并不总是负担得起，且不能预测自发性早产。不准确的胎龄测定可能会导致不必要的引产和剖腹产，进而延长产后护理且增加医疗费用。目前估计分娩日期的方法通常默认胎儿正常发育出生，并没有考虑会出现自发性早产的情况。实际上，H. Blencowe等人调差发现，早产每年影响全球约1500万新生儿。据美国医学研究所统计，早产是美国新生儿死亡和万年并发症的主要原因，其中2/3的早产是自发性早产。通过家族史或危险因素可以推测孕妇是否存在早产风险，但准确性有限；临床上有：超生测量宫颈长度(CL)或检测宫颈的胎儿纤维连接蛋白(fFN)的方法，但阳性预测值较低，且存在特异性。Stephen Quake博士带领的团队在一项针对31名健康孕妇的试点研究中发现，与胎盘基因相对应的无细胞RNA (cfRNA)可能在整个怀孕期间提供胎儿发育和胎龄的精准估计。通过测量母体血液中的cfRNA转录物，Quake团队确定了9种用于预测胎龄的cfRNA：CGA、CAPN6、CGB、ALPP、CSHL1、PLAC4、PSG7、PAPPA、LGLS14。此方法对胎龄估测的准确度与超声检测相当，但成本更低。cfRNA测量在预测胎龄中的应用第一阶段的实验完成了对足月生产的分娩时间预测，为了发现能够预测自发性早产的cfRNA转录物，Quake团队又对另外38名已知存在早产风险的孕妇(出现早期宫缩或有既往史)展开研究。参与其中的所有孕妇都完成了自然分娩(25例足月分娩，13例早产)，Quake团队将这些女性血浆中的cfRNA进行测序(RNA-seq)，最终发现7个cfRNA能够用来识别有早产风险的女性：CLCN3、DAPP1、PPBP、MAP3K7CL、MOB1B、RAB27B、RGS18，这些cfRNA能够在分娩前2个月准确识别出有自发性早产风险的孕妇。cfRNA测量在预测自发性早产风险中的应用Quake团队的研究实现了无创血液检测在预测胎龄与识别早产风险方面的作用。与现有方法相比，基于cfRNA的测试适用性更广，成本更低。 cfRNA揭示先兆子痫患病风险，获FDA突破性设备认证先兆子痫是妊娠期特有的一种多系统进展性疾病。其特点是妊娠20周后出现新发高血压和蛋白尿，或出现新发高血压和终末器官功能障碍伴或不伴蛋白尿。病情可呈持续性发展，严重影响母婴健康。孕产妇发病率和死亡率持续上升，先兆子痫是这一现状的主要驱动因素。然而，目前难以在临床表现之前通过病理生理学方法识别有风险的妊娠，医生通常采用询问风险因素来评估，先兆子痫既往病史作为头号危险因素却对初产妇起不到任何评估作用。Michal Elovitz医生带领团队对1840个不同人种的孕妇、2539个血浆样本展开研究。通过RT-qPCR检测，Elovitz团队证明了：偏离标准模型的cfRNA转录物可以在出现病变之前作为关键指标对先兆子痫进行预测。值得注意的是，cfRNA谱仅通过先兆子痫常见的分子机制来识别风险，并不包括种族、体重指数BMI、产科病史等临床变量。Elovitz团队鉴定出7个能够预测先兆子痫的cfRNA：CLDN7，PAPPA2，SNORD14A，PLEKHH1，MAGEA10，TLE6、FABP1。这7个cfRNA对先兆子痫的灵敏度为75%，阳性预测值为32.3%(s.d., 3%)，优于目前最先进的先兆子痫预测方法。这项技术目前已获得FDA突破性设备认证，Mirvie接下来将展开10000人的临床试验，提高检测效率，也期待获得新的突破。cfRNA预测先兆子痫的特征和模型性能比尔盖茨选择的“十大突破性技术”之一Mirvie将生物工程学、液体活检与临床妇产科结合，用专有的cfRNA检测技术为孕妇检测胎龄、评估早产风险、预测先兆子痫。Quake团队的血液测试技术被比尔盖茨评选为2019年人类10项突破性技术之一，单次测试的花费却不超过10美元。Mirvie实现了为女性提供怀孕健康的新机会，CEO Jain先生也表示公司下一步将会在妊娠糖尿病、胎盘植入等可能造成大出血的妊娠问题做出技术突破。Mirvie RNA平台根据每个妊娠情况的基本生物学原理，提前数月预测病发病“这个领域的许多科研成果并不像我们在癌症等领域所看到的那样发达，那些领域一直在获得大量的投资，”GV(Google Ventures)的普通合伙人Krishna Yeshwant说：“这意味着人们可以将这些不同领域的知识带入女性健康。”有创性产前诊断方法，如绒毛取材术、羊膜腔穿刺术和经皮脐血管穿刺等，在临床上暴露出孕妇伤害大、流产风险高、检测孕周偏晚等痛点；先兆子痫也只是通过临床表现进行诊断或患病史进行筛查，这一切被国内越来越多的医护人员和科研学者看到。POCT临床诊断设备研发商赛雷纳实现对母体外周血中游离胎儿细胞/DNA的准确鉴别，通过无创产检基因检测(NIPT)分析评估胎儿是否存在染色体或基因异常。奥丞生物自主研发的胎盘生长因子检测试剂盒(PLGF)获得NMPA批准，让国内先兆子痫的产前筛查有了突破性成果。由国家卫健委制定、国务院成立健康中国行动推进委员会统筹推出的《健康中国行动(2019-2030年)》明确指出：2022年、2030年我国孕产妇死亡率要求分别下降到18/10万及以下和12/10万及以下；产前筛查率分别达到70%及以上和80%及以上。再转向液体活检在中国的潜在市场空间，灼识咨询预计到2030年在癌症伴随诊断、微小残留病监测和癌症早筛早检等三个领域的潜在市场规模分别为45、150、 290亿美元，总体市场空间达约485亿美元，约合人民币近3400亿。癌症液体活检技术在国内日益成熟的临床应用和持续扩张的市场份额为填补产妇液体活检技术缺口带来一定希望，但目前最重要的还是要取得“孕妇血液中游离DNA和RNA识别与检测”的技术突破，孕产妇健康需要获得更多“目光”。*参考文献：Ngo, et al. Noninvasive blood tests for fetal development predict gestational age and preterm delivery. SCIENCE. 2018. SourceRasmussen, et al. RNA profiles reveal signatures of future health and disease in pregnancy. Nature. 2022. Source想要联系动脉网报道的企业，请点击文末左下方“阅读原文”填写表单，我们的工作人员将尽快为您服务。左右滑动查看更多近期推荐声明：动脉网所刊载内容之知识产权为动脉网及相关权利人专属所有或持有。未经许可，禁止进行转载、摘编、复制及建立镜像等任何使用。动脉网，未来医疗服务平台