研究前沿 | SPP1-TRIM21-SOCS1 轴调控干扰素应答，驱动肿瘤免疫抑制

引言

肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是介导肿瘤免疫逃逸、造成免疫检查点阻断（ICB）治疗耐药的关键细胞群体。本研究整合多癌种单细胞测序数据，发现SPP1⁺TAMs在肿瘤中特异性富集，且与ICB治疗不良响应密切相关。机制上，胞内型SPP1可竞争性结合E3泛素连接酶TRIM21，减少SOCS1泛素化降解，持续激活SOCS1对IFN-γ-STAT1信号的负向调控，抑制干扰素通路及下游干扰素刺激基因（ISG）表达，最终形成免疫抑制微环境。体内实验证实， 敲除或靶向抑制SPP1可解除免疫抑制、显著提升抗PD-L1疗法疗效 ，为肿瘤免疫联合治疗提供全新靶点与干预思路。

研究目的

• 明确SPP1⁺肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在多种肿瘤中富集、介导免疫检查点阻断（ICB）治疗耐药的生物学作用；
• 解析胞内SPP1调控TAMs干扰素应答、塑造免疫抑制肿瘤微环境的分子机制；
• 探究SPP1上游调控信号，并验证靶向SPP用于肿瘤免疫治疗、联合抗PD-L1疗法的可行性与转化价值。

研究路线

• 泛癌单细胞分析，锁定SPP1⁺TAMs为免疫抑制关键亚群，明确其与ICB耐药的关联；
• 利用Spp1敲除小鼠体内验证SPP1促进肿瘤进展、重塑免疫抑制微环境；
• 体外实验证实SPP1抑制IFN-γ-STAT1及ISG基因表达；
• 解析分子机制：胞内SPP1结合TRIM21，阻断SOCS1泛素化降解，维持其负反馈功能；
• 探究IL-10、TGF-β等上游因子对SPP1的诱导作用；
• 体内验证靶向SPP1（基因沉默/细胞回输）联合抗PD-L1可显著增强免疫治疗效果。

主要结果

1.泛癌单细胞图谱证实SPP1⁺TAMs富集且与ICB治疗耐药相关

对12种癌症的大规模单细胞数据进行分群，鉴定出多个单核/巨噬细胞亚群，其中 SPP1⁺TAMs在肿瘤组织中特异性富集 。多队列分析显示，接受ICB治疗的患者中，治疗无响应组TAMs的SPP1表达显著高于应答组；SPP1高表达伴随血管生成、缺氧、TGF-β通路激活及适应性免疫抑制特征，提示SPP1⁺TAMs是促癌、免疫抑制的关键亚群。

图1.整合性单细胞分析表明，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中的SPP1与促肿瘤效应相关。

2.巨噬细胞敲除SPP1显著抑制肿瘤生长，依赖淋巴细胞发挥抑瘤作用

在MC38结直肠癌、LLC肺癌等多种小鼠模型中，髓系特异性Spp1敲除后肿瘤体积缩小、小鼠生存期延长。 巨噬细胞耗竭实验证明该抑瘤效应由TAMs介导 ；将肿瘤细胞分别接种于免疫健全小鼠与免疫缺陷NOD-SCID小鼠，发现Spp1敲除的抑瘤作用仅在淋巴细胞存在时显现，说明SPP主要通过调控适应性免疫发挥促癌功能。

图2.TAMs中SPP1基因敲除可以淋巴细胞依赖性方式延缓肿瘤进展

3.SPP1缺失重塑肿瘤微环境，增强抗肿瘤免疫应答

流式、多重免疫荧光及单细胞分析结果显示： Spp1敲除后肿瘤内总免疫细胞浸润增多，CD4⁺、CD8⁺T细胞比例显著上升 ，调节性T细胞（Treg）占比下降；CD8⁺T细胞颗粒酶B（GZMB）、CD4⁺Th1细胞IFN-γ表达上调。肿瘤细胞及免疫细胞中I/II型干扰素通路、干扰素刺激基因（ISG）全面激活，整体微环境由免疫抑制转向免疫激活状态。

图3.敲除肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中的SPP1可重塑肿瘤微环境

4.SPP1负向调控巨噬细胞干扰素应答与M1样表型转化

体外实验表明，无干扰素刺激时，SPP1不影响巨噬细胞基因表达；在IFN-α、IFN-β、IFN-γ刺激下，Spp1敲除巨噬细胞的CXCL9、CXCL10、ISG15、NOS2等ISG表达显著上调。细胞共培养实验证实， Spp1缺失的巨噬细胞可更强效招募CD4⁺、CD8⁺T细胞 ，并促进初始CD4⁺细胞向Th1细胞分化，不会诱导Treg生成，具备典型抗肿瘤M1样巨噬细胞特征。

图4.SPP1在肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中的作用

5.胞内型SPP1结合TRIM21，稳定SOCS1并抑制IFN-γ-STAT1通路

SPP1分为分泌型与胞内型，仅胞内SPP1发挥免疫调控功能。质谱与Co-IP证实 胞内SPP1可与E3泛素连接酶TRIM21直接结合 ；TRIM21可介导SOCS1泛素化降解，而SPP1与SOCS1竞争性结合TRIM21，减少SOCS1降解、提升其蛋白水平。SOCS1作为负向调控因子，持续抑制STAT1磷酸化，阻断下游ISG表达；使用蛋白酶体抑制剂可逆转该调控效应，明确该过程依赖泛素-蛋白酶体途径。

图5.SPP1调控肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中IFN-γ-STAT1-ISG信号通路的机制

6.靶向SPP1可显著增强抗PD-L1免疫治疗疗效

小鼠体内药效实验结果显示，单独敲除巨噬细胞SPP1或单独使用抗PD-L1抗体仅有有限抑瘤效果，二者联合可实现显著协同作用，部分小鼠肿瘤完全消退。腹腔肿瘤模型中，回输Spp1敲除BMDM联合IFN-γ与抗PD-L1，可达到更高的肿瘤消退率。进一步采用LNP递送修饰型siRNA靶向瘤内SPP1， 无论单药还是联合抗PD-L1，均能有效抑制肿瘤生长 ，验证了SPP1作为可成药靶点的潜力。

图6.TAMs中SPP1基因敲除可增强ICB疗法的疗效

研究意义与创新点

• 亚群新发现： 在泛癌层面明确SPP1⁺TAMs是驱动免疫抑制、造成ICB耐药的核心巨噬细胞亚群，完善TAMs异质性理论；证实LNP-siRNA靶向胞内SPP1联合ICB是可行的联合方案，为实体瘤免疫治疗增敏提供新靶点与给药策略。
• 机制创新： 首次阐明SPP1-TRIM21-SOCS1调控轴，揭示胞内SPP1通过竞争性泛素调控抑制干扰素通路的全新机制，解析了TAMs免疫抑制的分子基础；

文章小结

本研究通过泛癌单细胞分析锁定免疫抑制型SPP1⁺肿瘤相关巨噬细胞，证实其高表达与免疫检查点治疗耐药密切相关。机制上，胞内SPP1竞争性结合泛素连接酶TRIM21，阻碍SOCS1的泛素化降解， 高丰度SOCS1持续抑制IFN-γ-STAT1信号通路 ，下调干扰素刺激基因表达，最终形成以Treg增多、效应T细胞功能耗竭为特征的免疫抑制微。动物模型证明， 敲除或利用LNP-siRNA靶向沉默SPP1，可解除干扰素通路抑制、重塑抗肿瘤免疫微环境，并显著提升抗PD-L1疗法疗效。 该研究不仅阐明了TAMs介导免疫逃逸的新机制，也为攻克肿瘤免疫治疗耐药提供了全新的靶向策略。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.immuni.2026.04.001

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