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8月4日，中國科學技術(shù)大學生命科學與醫(yī)學部周榮斌、江維教授團隊與轉(zhuǎn)化醫(yī)學與創(chuàng)新藥物國家重點實驗室唐任宏團隊合作，在Science以“First Release”的形式在線發(fā)表題為“Pituitary hormone α-MSH promotes tumor-induced myelopoiesis and immunosuppression”的“Research Article”研究論文，報道了下丘腦-垂體軸及其產(chǎn)生的激素α-MSH在介導腫瘤誘導的髓系造血和免疫抑制中的關(guān)鍵作用。

腫瘤誘導的免疫抑制是其逃避免疫監(jiān)視和攻擊的重要原因。靶向PD-1和CTLA-4等靶點的免疫檢查點治療（ICT）策略在一定程度上能夠逆轉(zhuǎn)腫瘤免疫抑制并取得了較好的治療效果，但臨床響應性還比較低，需要進一步揭示腫瘤免疫抑制機制并尋找新的免疫治療靶點和策略。

腫瘤患者經(jīng)常遭受抑郁、恐懼、焦慮等精神或情感應激，且流行病學研究發(fā)現(xiàn)長期抑郁、壓力會加速腫瘤的發(fā)展并削弱腫瘤免疫治療的效果，表明神經(jīng)系統(tǒng)及其介導的應激反應在腫瘤生長和免疫調(diào)控中發(fā)揮重要作用。下丘腦-垂體（HP）軸是神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的重要組成部分，也是機體感應應激反應的重要調(diào)節(jié)中樞。過去的研究發(fā)現(xiàn)HP可通過產(chǎn)生激素如促腎上腺皮質(zhì)激素、促甲狀腺激素和催乳素調(diào)節(jié)免疫反應。此外，在腫瘤患者中HP產(chǎn)生的雌激素、孕激素和糖皮質(zhì)激素等一些下游激素或效應物顯著升高，提示神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)和HP軸可能調(diào)節(jié)腫瘤免疫，但是HP軸在腫瘤免疫中的作用及免疫系統(tǒng)感應腫瘤誘導的神經(jīng)應激的機制尚不清楚。

在該項研究中，研究人員通過構(gòu)建不同的腫瘤模型（ICT抵抗的LLC和B16F10-GMCSF腫瘤以及敏感的MC38和MCA205腫瘤）來研究下丘腦-垂體軸在腫瘤免疫中的作用，發(fā)現(xiàn)荷瘤小鼠血清中α-MSH濃度顯著升高，但垂體產(chǎn)生的其他激素如內(nèi)啡肽、促甲狀腺激素、催乳素、卵泡刺激素、黃體生成素等無顯著差異。與此同時，研究人員發(fā)現(xiàn)荷瘤小鼠下丘腦室旁核（PVH）神經(jīng)元被激活，并且垂體中葉負責編碼α-MSH合成的蛋白POMC的表達也顯著增強，表明腫瘤可促進下丘腦活化和垂體α-MSH產(chǎn)生。

為了進一步研究POMC及其產(chǎn)物α-MSH在腫瘤免疫中的作用，研究人員利用立體定位注射腺病毒載體的的方式敲低垂體Pomc基因的表達，隨后進行荷瘤實驗。結(jié)果顯示敲低垂體Pomc的表達能夠顯著抑制不同皮下腫瘤的生長。同時，在B16F10肺轉(zhuǎn)移模型和LLC原位腫瘤模型中，敲低垂體Pomc的表達也能夠顯著抑制肺部轉(zhuǎn)移灶數(shù)目和肺部結(jié)節(jié)數(shù)量。進一步研究人員發(fā)現(xiàn)敲低垂體Pomc表達能夠增強抗腫瘤免疫能力，同時抑制髓系造血和腫瘤相關(guān)髓系細胞（MDSCs和TAMs等）的聚集。這些結(jié)果表明垂體來源的α-MSH通過誘導髓系造血和免疫抑制促進腫瘤生長。

為了探究α-MSH通過何種受體參與調(diào)控腫瘤誘導的髓系造血和免疫抑制，研究人員檢測了α-MSH的受體的表達情況，發(fā)現(xiàn)MC5R在骨髓造血前體細胞高表達。通過構(gòu)建Mc5r全身或條件型缺陷小鼠進行荷瘤實驗，研究人員發(fā)現(xiàn)Mc5r缺陷可以顯著地增強抗腫瘤免疫并抑制不同類型腫瘤的發(fā)生發(fā)展。此外，Mc5r缺陷可以抑制腫瘤誘導的髓系造血。更為重要的是，不管是ICT敏感還是抵抗的腫瘤模型中，利用多肽抑制劑阻斷MC5R均可抑制腫瘤生長，且MC5R多肽抑制劑與抗PD-1抗體聯(lián)合使用可提高ICT的效率。

最后，研究人員探討了上述研究的臨床相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)非小細胞肺癌（NSCLC）和惡性頭頸癌（HNC）患者血清中α-MSH濃度顯著升高并與外周血中的MDSCs比例呈正相關(guān)。

綜上所述，該研究發(fā)現(xiàn)腫瘤通過誘導下丘腦PVH神經(jīng)元激活和垂體α-MSH產(chǎn)生促進腫瘤誘導的髓系造血和免疫抑制。研究的創(chuàng)新性體現(xiàn)在：1）發(fā)現(xiàn)一條介導腫瘤免疫抑制的神經(jīng)內(nèi)分泌通路：下丘腦-垂體-骨髓（HPB）軸；2）發(fā)現(xiàn)MC5R作為一個新的應激受體感應下丘腦-垂體信號促進髓系造血；3）發(fā)現(xiàn)MC5R可以作為一個潛在的腫瘤免疫治療新靶點。

中國科學技術(shù)大學博士研究生胥月麗和顏家賢為該論文的共同第一作者。中國科學技術(shù)大學生命科學與醫(yī)學部、中科院天然免疫與慢性疾病重點實驗室和微尺度物質(zhì)科學國家研究中心周榮斌、江維和轉(zhuǎn)化醫(yī)學與創(chuàng)新藥物國家重點實驗室唐任宏為該論文的共同通訊作者。該研究的合作者包括中國科大附屬第一醫(yī)院潘躍銀、顧朋穎主任和安徽醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院劉業(yè)海主任，得到了基金委、科技部、中科院和安徽省的項目支持。

論文鏈接：10.1126/science.abj2674