摘要
肿瘤微环境内衰老细胞可通过衰老相关分泌表型 SASP 驱动肿瘤进展，但 KRAS 驱动肺癌中发挥关键作用的衰老细胞亚型尚不明确。英国伦敦大学学院（University College London）儿童健康研究所发育生物学与癌症项目团队，构建 p16-FDR 报告小鼠，结合美迪索 Micro-CT 分子影像，探究衰老巨噬细胞在 KRAS 突变肺腺癌发生发展中的作用，并评估清除衰老细胞的抗肿瘤效果。
研究运用基因、药物手段清除衰老细胞，借助 Micro-CT 活体纵向监测小鼠肺部肿瘤负荷，结合单细胞转录组、免疫荧光，同时对人肺癌癌前病变标本开展验证。结果显示肺肿瘤微环境主要衰老细胞为 M2 型巨噬细胞；清除衰老巨噬细胞能够重塑抗肿瘤免疫微环境，显著降低小鼠肿瘤负荷并延长生存期；人体癌前肺病变样本同样检出衰老表型巨噬细胞，为肺癌早期化学预防与靶向干预提供新方向。
图 1：论文封面概要
方法
构建 p16-FDR 示踪工具小鼠，建立两种 KRAS 驱动肺腺癌小鼠模型；设置溶媒对照组、白喉毒素遗传清除组、衰老药物 ABT-737 处理组、抗 CSF1R 抗体巨噬细胞耗竭组；开展小动物 Micro-CT 纵向活体成像；联合流式分选、单细胞转录组解析衰老细胞分子特征；收集人非典型腺瘤样增生、原位腺癌等临床标本开展免疫组化验证。
图 2（原文 Fig.4A）：衰老细胞清除实验的方案示意图。
分子影像设备应用
采用美迪索 nanoScan 小动物 Micro-CT 一体化成像平台；异氟烷吸入麻醉荷瘤小鼠，设置 35 kVp 管电压，采集 720 组投影完成扫描；使用 3DSlicer 软件重建肺部三维结构，基于 CT 轮廓勾画肺内肿瘤病灶，采用椭球体积公式计算肿瘤总体积，实现肿瘤负荷活体定量评估。
分子影像设备实验结果
Micro-CT 三维重建影像直观显示，ABT-737 衰老清除处理组对比溶媒对照组，肺部肿瘤病灶数量与总体积均明显降低，可在活体水平直观反映干预后的肿瘤负荷差异（图 2）。
图3（原文 Fig.5G）：溶媒组与 ABT737 处理小鼠肺部 MicroCT 三维重建代表图像。
研究结果
单细胞测序证实肺肿瘤微环境 p16 阳性衰老细胞以间质巨噬细胞为主，具备独特促肿瘤 SASP 分子特征；清除衰老巨噬细胞后，肿瘤微环境向免疫激活状态重编程，调节性 T 细胞减少，CD8⁺杀伤 T 细胞浸润增加；人体样本中衰老标记阳性巨噬细胞富集于癌前病变阶段，在晚期腺癌中显著减少，提示衰老巨噬细胞主要作用于肺癌肿瘤发生早期（图 3）。
图4（原文 Fig.3C）：荷瘤小鼠肺组织间质巨噬细胞亚群 UMAP 分群可视化图。
研究结论
小动物 Micro-CT 分子影像可无创定量评估 KRAS 驱动小鼠肺癌的肿瘤负荷。衰老巨噬细胞是肿瘤微环境关键促癌组分，主要参与肺癌癌前早期进程；清除衰老巨噬细胞能够重塑抗肿瘤免疫微环境，降低肿瘤负担并延长动物生存。衰老细胞清除策略具备肺癌早期化学预防潜力，后续需要开发靶向衰老巨噬细胞特异性分子影像探针，推进向临床转化（图 4）。
图5（原文 Fig.8C）：人不同分期肺病变组织 CD68 与 p16 免疫组化代表性图片。
原文出处DOI：10.1016/j.ccell.2023.05.004
