黏膜相关恒定T(MAIT)细胞是MR1限制性的先天样T细胞，在健康人肝脏中含量丰富，可占肝内T细胞的45%，但其在肝癌中的作用尚不清楚。先前研究表明MAIT细胞在癌症中具有双重作用：一方面，MAIT细胞缺陷的小鼠在肺转移和皮下肿瘤模型中表现出更好的预后；另一方面，当用MAIT细胞TCR配体5-OP-RU激活时，MAIT细胞也能发挥保护作用并有助于抗肿瘤活性。然而，决定MAIT细胞在肝癌发生中的因素仍不清楚，且对MAIT细胞在肿瘤微环境中的相互作用网络了解甚少。《Cell》期刊上发表的一项题为"Tumor-associated macrophages trigger MAIT cell dysfunction at the HCC invasive margin"的论文，利用Phenocycler-Fusion(PCF)空间单细胞蛋白组（CODEX）深入研究了肝细胞癌（HCC）中MAIT细胞功能失调的细胞互作机制，发现了肿瘤相关巨噬细胞（TAM）通过PD-L1/PD-1相互作用对MAIT细胞的重要调控作用。

研究首先分析了8例患者的scRNA-seq结果，发现了MAIT细胞在癌旁肝组织和肿瘤侵袭边缘部位的数量显著高于肿瘤核心区。并且通过流式分析37例患者样本验证了scRNA-seq的MAIT细胞结果。分析bulk数据库发现了MAIT特征基因高表达的患者生存期显著高于那些低表达的患者。这些结果说明了MAIT细胞具有抗HCC的作用。MAIT细胞缺失的小鼠模型中肿瘤生长显著增强。

为了揭示MAIT细胞的空间微环境和空间互作关系，研究者对15例患者的样本进行了PCF空间单细胞蛋白组（CODEX）的检测，总共检测了37种抗体。借助PCF空间单细胞蛋白组的全切片成像优势，可以在一张切片上同时分析癌旁肝组织、肿瘤侵袭边缘和肿瘤核心区的空间特征差异。

细胞分割后，PCF空间单细胞蛋白组总共分析了450多万个细胞。对其中的150多万个CD45+免疫细胞进行聚类分析，诠释了20种不同细胞亚型，包括TCRVa7.2+CD161+CD69+ MAIT细胞。空间分布揭示了不同免疫细胞亚型从癌旁肝组织、到肿瘤侵袭边缘、再到肿瘤核心区呈现区域分布特征。例如B细胞亚型、CD56+ NK细胞，CD38+ 粒细胞，CD4和CD8+T细胞亚群和MAIT细胞总体上在边缘区域有明显的堆积，但是在肿瘤核心内密度最低。

为了深入揭示MAIT细胞在不同区域中的空间互作的差异性，研究者通过卷积神经网络S3-CIMA方法发现了MAIT细胞的邻近关系在不同区域显著不同，其中在癌旁肝组织和肿瘤侵袭边缘区域中PL-L1+CD163+ TAM和MAIT的互作程度最强。并且MAIT和PL-L1+ TAM在癌旁肝组织中的互作主要发生在肝血窦中。

最后研究者通过分选MAIT和TAM进行体外共培养实验，验证了PD-L1+CD63+ TAM只有通过直接接触才能抑制MAIT细胞表达IFN-γ。体内动物模型实验验证了anti-PD-L1处理可以显著增加MAIT细胞的功能，去除小鼠同源的TAM细胞可以显著增加MAIT细胞的功能及肿瘤内MAIT细胞数量，利用MAIT细胞激活剂联合anti-PD-L1处理可以显著抑制肿瘤生长。

总结与讨论

PCF空间单细胞蛋白组学在这项研究中展现了重要的理论和临床应用价值。研究阐明了肝癌微环境中MAIT细胞功能障碍的机制，揭示了TAM-MAIT细胞相互作用的空间特征，为理解MAIT细胞在肿瘤免疫中的作用提供了新视角。研究还解释了PD-1/PD-L1抑制剂在肝癌治疗中的作用机制，提出了靶向MAIT细胞-TAM轴的新型治疗策略。

华盈生物空间多模态研究体系

PCF空间单细胞蛋白组成像示例

相关文献

Ruf B, Bruhns M, Babaei S, Kedei N, Ma L, Revsine M et al.Tumor-associated macrophages trigger MAIT cell dysfunction at the HCC invasive margin.Cell. 2023;186(17):3686-3705.e32.