IF=10.1 | 6例单细胞测序助力神经侵袭阳性胃癌免疫逃逸机制解析和多肽药物开发

胃癌是全球高发恶性肿瘤,神经侵袭(NI)是胃癌预后极差的关键病理特征,这类患者不仅易复发、生存期短,对免疫治疗还普遍“不响应”,长期以来是临床治疗的顽固难题。

近期,南京医科大学第一附属医院团队在Molecular Biomedicine(IF=10.1)发表重磅研究,通过单细胞RNA测序首次系统解析神经侵袭阳性胃癌(NI⁺GC)的免疫微环境,发现ANXA1⁺CD8⁺T细胞耗竭是免疫逃逸核心,并揭示ANXA1/TRKA轴驱动T细胞 “罢工”的全新分子机制,并据此设计精准切断ANXA1‑TRKA互作的多肽药物A11,为这类难治型胃癌提供精准免疫治疗新策略。

文章题目:Targeting ANXA1/TRKA axis enhances immunotherapy sensitivity in neural invasion-positive gastric cancer

发表单位:南京医科大学第一附属医院普外科等

发表时间:2026年4月9日

发表期刊:Mol Biomed (IF=10.1)

研究亮点

首次单细胞图谱:填补NI⁺GC免疫微环境的研究空白

全新机制解析:ANXA1/TRKA通过代谢重编程驱动T细胞耗竭,揭示神经-免疫-代谢交叉调控

全新靶点发现:ANXA1⁺CD8⁺T可作为预后标志物,ANXA1/TRKA轴是精准治疗靶点

转化方案开发:A11多肽+TRKA抑制剂联合免疫,为NI⁺胃癌提供全新治疗方案

思路总结

该研究从临床问题→单细胞图谱→分子机制→转化应用完整闭环,破解了神经侵袭阳性胃癌免疫治疗耐药的核心谜题。

临床痛点:神经侵袭胃癌,为何免疫治疗屡屡失效?

神经侵袭指肿瘤细胞沿神经浸润、转移,在胃癌中发生率高达40%以上,是独立不良预后因素。

这类患者术后复发风险高、生存期显著更短。

常规化疗、免疫治疗响应率极低,易出现耐药。

其肿瘤免疫微环境(TME)的独特特征长期未被阐明。

以往研究多聚焦胃癌整体微环境,极少针对NI⁺GC 亚群开展单细胞水平解析,这也是治疗难以突破的关键原因。

单细胞图谱:一群“摆烂”的T细胞,搞垮整个免疫防线

对6例胃癌患者(3例NI⁺、3例NI⁻)进行单细胞 RNA测序,系统绘制NI⁺GC与NI⁻GC的免疫景观差异图谱。

免疫景观大不同:NI⁺GC充满“免疫抑制氛围”

与NI⁻GC相比,NI⁺GC肿瘤微环境中:

单核吞噬细胞、肥大细胞、中性粒细胞、T/NK 细胞等比例显著升高

整体呈现高免疫浸润、低杀伤功能的免疫抑制状态

细胞毒性T细胞功能显著受损,初步提示T细胞耗竭

关键“坏细胞”锁定:ANXA1⁺CD8⁺T细胞

对T/NK细胞亚群再聚类,12个亚群中CD8Teff_ANXA1亚群(ANXA1⁺CD8⁺T)在NI⁺GC中特异性富集,且与更差总生存期、更快疾病进展直接相关。

多重免疫荧光、流式细胞术双重验证:

NI⁺GC组织中ANXA1⁺CD8⁺T细胞比例显著更高

该群细胞高表达PD‑1、TIGIT等耗竭标志物

GZMB、穿孔素、IFN‑γ、TNF‑α等杀伤因子显著降低

对肿瘤细胞的杀伤能力大幅下降,彻底“摆烂”

分子机制:ANXA1/TRKA轴,如何让T细胞 “饿到罢工”?

代谢崩溃:糖酵解被抑制,T细胞“没力气干活”

ANXA1⁺CD8⁺T细胞的糖酵解/糖异生、三羧酸循环等能量代谢通路全面下调,ECAR与OCR实验证实其代谢活性显著降低。

T细胞激活依赖旺盛有氧糖酵解供能,代谢瘫痪直接导致功能耗竭,这是免疫失效的核心代谢基础。

分子轴心:ANXA1“保护”TRKA,阻断降解→持续作恶

通过Co‑IP+质谱锁定关键互作蛋白:TRKA

ANXA1通过N端直接结合TRKA

竞争性阻断E3泛素连接酶NEDD4L对TRKA的K48位泛素化降解

TRKA蛋白异常稳定,持续抑制糖酵解,驱动 CD8⁺T细胞耗竭

肿瘤助攻:NGF‑TRKA信号,放大免疫抑制

肿瘤细胞高分泌神经生长因子(NGF),通过NGF‑TRKA轴进一步强化ANXA1⁺CD8⁺T细胞耗竭,形成肿瘤‑神经‑免疫的恶性调控环路。

转化应用:靶向ANXA1/TRKA,逆转耗竭+增效免疫治疗

多肽药物A11:精准切断ANXA1‑TRKA互作

基于ANXA1 N端序列,设计小分子拮抗肽A11(序列:EYVQTVKSSKG):

穿透细胞,竞争性阻断ANXA1结合TRKA

恢复NEDD4L介导的TRKA降解,降低TRKA稳定性

重启糖酵解,逆转T细胞耗竭,恢复杀伤功能

联合治疗:A11+TRKA抑制剂,协同抗肿瘤

在类器官(PDO)、小鼠皮下移植瘤、神经侵袭原位模型中:

单用A11或TRKA抑制剂(Larotrectinib)可抑制肿瘤生长

联合使用效果显著更优,大幅提升CD8⁺T细胞浸润与杀伤功能

联合抗PD‑1免疫治疗,显著增强免疫治疗敏感性,克服耐药

详细解读

肿瘤微环境中NI+GC与NI−GC的差异

对接受胃切除术的GC患者(3例NI+,3例NI-)的鲜肿瘤样本进行单细胞转录组测序。无监督降维聚类得到28个细胞簇(图1b-c)。根据经典标记基因的表达和显著差异表达的基因,将它们分为11种主要细胞类型(图1d),包括上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞、壁细胞、增殖细胞、B细胞、浆细胞、T细胞和NK细胞、中性粒细胞、肥大细胞以及单核吞噬细胞(MP)。在不同的样本和组中主要细胞类型的比例差异很大,表明肿瘤具有显著的异质性(图1e-f)。与NI-GC样本相比,NI+GC样本中单核细胞、肥大细胞、中性粒细胞、T细胞和NK细胞、浆细胞、B细胞及增殖细胞的比例更高(图1g)。

图1 神经侵袭阳性胃癌(NI⁺GC)与阴性胃癌(NI⁻GC)肿瘤微环境的差异

NI+GC中的CD8+T细胞处于功能耗尽状态

对构建的GC组织微阵列进行多重免疫组化,发现NI+GC组中GZMB+CD8+T细胞比例显著减少(图2a-b)。然后从NI+GC和NI−GC患者的外周血中分离出CD8+T细胞,在体外培养并通过流式细胞术评估,发现源自NI+GC患者的CD8+T细胞表达较低的perforin和granzymes(图2c-d),且分泌的效应细胞因子较少,如IFN-γ和TNF-α。当GC细胞与来自NI+GC和NI−GC样本的CD8+T细胞分别共培养时,前者组的凋亡率显著较低。

这些结果表明,源自NI+GC患者的CD8+T细胞表现出显著的细胞毒性功能障碍,并处于功能耗竭状态。

图2 NI⁻GC中CD8⁺T细胞的功能状态

NI⁺GC中ANXA1⁺CD8⁺T细胞浸润升高

对T/NK细胞进行无监督聚类分析和重新注释,得出12个不同的细胞亚簇(图3a-b)。所有12个T和NK细胞亚簇均在NI+GC和NI−GC样本中被识别出来(图3c)。CD8Teff_ANXA1亚簇的浸润显著增加于NI+GC细胞(以下称为ANXA1+CD8+T细胞)(图3d)。

流式细胞术显示,NI+GC患者ANXA1+CD8+T细胞的比例显著增加(图3e-f)。定量实时PCR检测还显示,源自NI+GC样本的CD8+T细胞中ANXA1 mRNA水平显著上调(图3g)。对GC组织进行多重免疫组化,进一步证实了这一观察,显示NI+GC样本中ANXA1+CD8+T细胞升高(图3h)。

图3 NI⁺GC与NI⁻GC之间CD8⁺T细胞亚群的浸润差异

NI+GC组中ANXA1+CD8+T细胞被耗尽

进一步对ANXA1+CD8+T细胞进行差异分析发现,ANXA1+CD8+T细胞中上调的基因,包括EGR1、FOSB和NR4A1,作为转录调控者,调节增殖、DNA损伤反应和通过调控目标基因转录的凋亡(图4a)。

多重免疫组化显示,ANXA1+CD8+T细胞高浸润区域PD1表达升高,GZMB表达降低,而浸润低区域则相反(图4b)。从NI+GC样本中分离出ANXA1+CD8+T细胞和ANXA1−CD8+T细胞。效应分子(GZMB和对方素)在ANXA1+CD8+T细胞中的表达显著低于ANXA1−CD8+T细胞(图4c-d),而疲劳标志(PD1和TIGIT)则观察到相反的模式(图4e-f)。与ANXA1+CD8+T细胞共培养的癌细胞凋亡水平显著低于与ANXA1−CD8+T细胞共培养的癌细胞(图4g)。

这些发现证实NI+GC组耗尽的ANXA1−CD8+T细胞浸润显著增加。

图4 NI⁺GC中上调的ANXA1⁺CD8⁺T细胞的功能特征

ANXA1结合TRKA,抑制其经泛素-蛋白酶体途径降解

进一步探讨ANXA1调控CD8+T细胞葡萄糖代谢的分子机制。通过共免疫沉淀(co-IP)及质谱,将重点聚焦于酪氨酸激酶受体TRKA(图5a-b)。共免疫免疫和免疫荧光确认了ANXA1与TRKA在ANXA1+CD8+T细胞中的相互作用(图5c-e)。在ANXA1⁺CD8⁺T细胞中敲低TRKA后,观察到糖酵解活性显著升高、糖酵解关键基因表达升高,而耗竭标志物表达显著降低。干扰TRKA还可逆转ANXA1过表达诱导的葡萄糖代谢抑制与T细胞耗竭。

这些发现表明ANXA1通过结合TRKA抑制葡萄糖代谢,进而诱导ANXA1⁺CD8⁺T细胞耗竭。

敲低ANXA1后,TRKA蛋白表达显著降低,但mRNA水平无显著差异。采用环己酰亚胺(CHX)实验评估ANXA1对TRKA蛋白稳定性的影响。

敲低ANXA1后TRKA降解更快,提示ANXA1可有效提高TRKA的蛋白稳定性。

使用蛋白酶体抑制剂MG132(而非氯喹)处理可有效逆转TRKA水平的降低,表明ANXA1通过蛋白酶体途径调控TRKA蛋白表达(图5g)。敲低ANXA1 后,TRKA泛素化水平显著升高(图5h)。

提示ANXA1通过抑制TRKA的泛素介导降解增强其蛋白稳定性。

在HEK293T细胞中转染不同突变型泛素,经MG132处理12h后检测泛素化水平。仅在保留K48位点的泛素突变体中检测到ANXA1对TRKA泛素化的调控(图5i)。

这些发现表明,ANXA1结合TRKA并抑制其经泛素-蛋白酶体途径降解,从而提高TRKA蛋白稳定性。

图5 ANXA1结合TRKA并通过泛素-蛋白酶体途径抑制其降解

阻断ANXA1/TRKA相互作用逆转了ANXA1+CD8+T细胞的枯竭功能

根据这些发现,推测中断ANXA1–TRKA相互作用可有效抑制ANXA1+CD8+T细胞的耗竭。因此设计一种来源于ANXA1 N端的小分子多肽A11。用10 μM A11处理细胞24h后,通过免疫荧光证实A11的细胞穿透能力与功能效果。A11有效降低ANXA1与TRKA的相互作用,同时增加NEDD4L与TRKA的结合。此外,A11处理导致TRKA泛素化与降解增加,提示A11降低TRKA的蛋白稳定性。免疫荧光显示,A11处理后TRKA与NEDD4L的共定位增加。这些发现证实A11阻碍ANXA1与NEDD4L的竞争性结合,进而促进TRKA降解。A11处理ANXA1⁺CD8⁺T细胞后,糖酵解活性与糖酵解关键基因蛋白表达显著升高,耗竭标志物表达显著降低。

这些结果得出结论:来源于ANXA1的小分子多肽 A11通过阻断ANXA1与TRKA的相互作用,抑制 ANXA1⁺CD8⁺T细胞的功能性耗竭。

NGF-TRKA相互作用诱导ANXA1⁺CD8⁺T细胞的免疫抑制状态

CellPhoneDB分析发现,在NI⁻GC样本中,T/NK 细胞主要与上皮细胞、单核吞噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞、壁细胞相互作用(图6a);而在NI⁺GC样本中,T/NK细胞与增殖细胞、上皮细胞、单核吞噬细胞的相互作用更密切(图6b)。

这些发现表明,T/NK细胞的生物学功能在肿瘤免疫微环境中受多条细胞通路调控。

相互作用分析进一步显示,NI⁺GC队列中ANXA1⁺CD8⁺T细胞与肿瘤细胞间的配体-受体对数量增加(图6c),多重免疫组化实验证实了这一点(图6d)。在NI⁺GC中,ANXA1⁺CD8⁺T细胞与肿瘤细胞间的CD58_CD2、PDGFB_LRP1、NGF_TRKA、PLXNB2_SEMA4C相互作用显著增强(图6e)。进一步检测胃癌组织中CD58、PDGFB、NGF、PLXNB的表达水平,结果显示NGF(神经生长因子)在NI⁺GC组显著上调(图6f)。在ANXA1⁺CD8⁺T 细胞中加入NGF以验证其作用。结果显示,NGF显著提高ANXA1⁺CD8⁺T细胞中耗竭标志物表达(图 6g-h),降低共培养肿瘤细胞的凋亡(图6i)。而使用TRKA抑制剂GNF5837预处理可有效拮抗NGF 的作用。

这些结果表明,NI⁺GC通过NGF–TRKA相互作用诱导ANXA1⁺CD8⁺T细胞的免疫抑制状态,进一步证实TRKA在维持ANXA1⁺CD8⁺T细胞免疫抑制状态中的关键作用。

图6 NGF-TRKA相互作用诱导ANXA1⁺CD8⁺T细胞处于免疫抑制状态

ANXA1/TRKA轴促进胃癌免疫逃逸

从NI⁺GC样本中建立患者来源类器官(PDOs),并与同源ANXA1⁺CD8⁺T细胞共培养。使用A11或Larotrectinib处理可显著抑制类器官生长,联合处理效果更显著。对各组类器官进行免疫荧光检测,结果显示A11或Larotrectinib处理后胃癌类器官凋亡水平显著升高(图7a-b)。建立小鼠异种移植瘤模型,并用A11与Larotrectinib治疗(图7c)。4周后获取肿瘤,结果显示A11与Larotrectinib在体内同样抑制肿瘤生长(图7d-e)。随后的多重免疫组化染色证实,A11与Larotrectinib可增加效应T细胞浸润,同时有效减少耗竭T细胞浸润,联合处理效果更显著(图7f-h)。

这些结果表明,联合治疗有效增强免疫治疗反应并抑制肿瘤生长,提示靶向ANXA1/TRKA轴可有效提高NI⁺GC患者的免疫治疗应答率。

图7 ANXA1/TRKA轴促进胃癌免疫逃

参考文献

Jiang T, Zhou P, Shen Y, Lin J, Li Y, Shen X, Fang L, Xu P, Xu Z, Wang L, Xia Y. Targeting ANXA1/TRKA axis enhances immunotherapy sensitivity in neural invasion-positive gastric cancer. Mol Biomed. 2026 Apr 9;7(1):48. doi: 10.1186/s43556-026-00444-1.

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