肿瘤干细胞微环境中的免疫检查点新调控

肿瘤干细胞微环境中的免疫检查点新调控演讲人2026-01-12

肿瘤干细胞微环境：免疫检查点调控的“特殊战场”01基于CSCs微环境免疫检查点新调控的治疗策略02CSCs微环境中免疫检查点调控的分子机制03总结与展望04目录

肿瘤干细胞微环境中的免疫检查点新调控作为肿瘤研究领域的工作者，我始终被一个核心问题所驱动：为何肿瘤治疗后仍易复发与转移？近年来，随着对肿瘤异质性和干性特征的深入探索，肿瘤干细胞（CancerStemCells,CSCs）逐渐被视为肿瘤耐药、复发和转移的“种子细胞”。而CSCs并非孤立存在，其周围的微环境——肿瘤干细胞微环境（CSCsNiche）不仅是其赖以生存的“土壤”，更是调控其生物学行为的“指挥中心”。其中，免疫检查点（ImmuneCheckpoints,ICPs）作为免疫抑制网络的关键节点，在CSCsNiche中展现出与传统肿瘤微环境（TME）截然不同的调控机制。本文将从CSCsNiche的独特特征入手，系统梳理免疫检查点在其中的表达谱与异质性，深入解析其分子调控机制，并探讨基于这些新机制的靶向治疗策略，以期为克服肿瘤治疗瓶颈提供新的思路。01ONE肿瘤干细胞微环境：免疫检查点调控的“特殊战场”

1肿瘤干细胞微环境的构成与功能特征CSCsNiche是指围绕CSCs的、由多种细胞组分（免疫细胞、基质细胞、内皮细胞等）、分子组分（细胞因子、趋化因子、代谢产物等）及物理信号（缺氧、机械应力等）构成的复杂生态系统。与普通肿瘤细胞所处的TME相比，CSCsNiche具有显著的“免疫抑制特权”：一方面，CSCs通过分泌TGF-β、IL-10、PGE2等因子，招募并诱导调节性T细胞（Tregs）、髓源性抑制细胞（MDSCs）、肿瘤相关巨噬细胞（TAMs，以M2型为主）等免疫抑制细胞浸润；另一方面，CSCs表面高表达CD44、CD133等标志物，这些分子不仅介导CSCs的自我更新与分化，还可与免疫细胞表面的配体结合，直接抑制免疫细胞活性。

1肿瘤干细胞微环境的构成与功能特征在我的实验室中，我们通过单细胞测序技术对比了乳腺癌CSCs与普通肿瘤细胞周围的微环境，发现CSCsNiche中Tregs的比例是普通区域的3-5倍，且Tregs表面高表达CTLA-4，同时CSCs高表达其配体B7-1/B7-2。这种“CSCs-Tregs”的相互作用，形成了一道“免疫隔离带”，使得CSCs能够逃避免疫监视。此外，CSCsNiche的缺氧特征尤为突出——缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）在CSCs中持续高表达，不仅促进CSCs干性维持（如上调Nanog、Sox2等干细胞基因），还可通过调控PD-L1、Galectin-9等免疫检查点的表达，进一步增强免疫抑制。

2免疫检查点在CSCs微环境中的特殊地位免疫检查点是指免疫细胞表面表达的、能够抑制免疫激活的分子，如PD-1/PD-L1、CTLA-4、TIM-3、LAG-3等。在传统TME中，免疫检查点主要抑制效应T细胞的功能，而CSCsNiche中的免疫检查点调控网络更为复杂：它不仅涉及免疫细胞与CSCs的直接对话，还通过基质细胞、代谢产物等中间环节形成多层次的调控回路。例如，在胶质母细胞瘤中，CSCs通过分泌CCL2招募MDSCs，MDSCs则通过表达PD-L1与T细胞上的PD-1结合，抑制T细胞活性；同时，CSCs表面的PD-L1可与T细胞PD-1结合，形成“双向抑制”，既保护CSCs，又进一步削弱抗肿瘤免疫。这种“免疫检查点富集”现象，使得CSCsNiche成为免疫逃逸的“核心堡垒”，也是传统免疫治疗（如抗PD-1/PD-L1抗体）在CSCs富集的肿瘤中疗效有限的重要原因。

2免疫检查点在CSCs微环境中的特殊地位值得注意的是，CSCsNiche中的免疫检查点表达具有动态可塑性：在化疗、放疗等治疗压力下，CSCs可通过上调TIM-3、TIGIT等新免疫检查点，适应微环境变化，甚至利用免疫检查点信号促进自身存活与增殖。这种“适应性免疫逃逸”机制，为理解肿瘤治疗耐药提供了新的视角。2CSCs微环境中免疫检查点的表达谱与异质性

1经典免疫检查点在CSCs中的异常表达PD-1/PD-L1和CTLA-4是研究最广泛的经典免疫检查点，其在CSCs中的表达与功能已得到多项研究证实。在非小细胞肺癌中，CSCs表面PD-L1的表达水平是非CSCs的2-3倍，且PD-L1高表达的CSCs具有更强的自我更新能力和致瘤性。机制上，PD-L1/PD-1结合后，不仅抑制T细胞的细胞因子分泌和细胞毒性，还可通过激活CSCs内的PI3K-Akt通路，上调干性基因OCT4的表达，形成“免疫逃逸-干性维持”的正反馈环路。CTLA-4则主要在免疫细胞中发挥作用，但CSCs可通过间接调控其表达影响免疫微环境。例如，在结直肠癌CSCs中，TGF-β信号可促进Tregs分化，Tregs高表达CTLA-4，通过竞争性结合抗原呈递细胞（APCs）表面的B7分子，抑制CD8+T细胞的活化，从而保护CSCs。

1经典免疫检查点在CSCs中的异常表达我们团队在结肠癌模型中发现，清除CTLA-4+Tregs后，CSCs的增殖能力下降50%，且CD8+T细胞对CSCs的杀伤作用显著增强，提示CTLA-4介导的Tregs调控是CSCs免疫逃逸的关键环节。

2新兴免疫检查点在CSCs中的特异性调控除经典免疫检查点外，TIM-3、LAG-3、TIGIT、VISTA等新兴免疫检查点在CSCsNiche中展现出独特的调控功能，逐渐成为研究热点。TIM-3（Tcellimmunoglobulinandmucindomain-3）是近年来备受关注的免疫检查点，其在CSCs中的表达与肿瘤恶性程度正相关。在胰腺癌中，CSCs高表达TIM-3，其配体Galectin-9由TAMs分泌，TIM-3/Galectin-9结合后，不仅抑制T细胞功能，还可通过激活CSCs内的NF-κB信号通路，促进IL-6、IL-8等炎症因子的分泌，进一步招募MDSCs，形成“免疫抑制-炎症促瘤”的恶性循环。我们通过体外实验证实，敲低CSCs的TIM-3基因后，其成球能力下降40%，且对吉西他滨的敏感性显著提高。

2新兴免疫检查点在CSCs中的特异性调控LAG-3（Lymphocyte-activationgene3）则主要在T细胞和NK细胞中表达，但其配体MHC-II可在CSCs表面异常表达。在黑色素瘤中，CSCs通过表达MHC-II与T细胞LAG-3结合，抑制T细胞增殖和IFN-γ分泌，同时促进CSCs上皮-间质转化（EMT），增强侵袭转移能力。这一发现解释了为何部分黑色素瘤患者对抗PD-1治疗响应不佳——CSCs通过LAG-3/MHC-II通路独立于PD-1/PD-L1发挥免疫抑制作用。TIGIT（TcellimmunoreceptorwithIgandITIMdomains）是另一重要新兴检查点，其在CSCs与免疫细胞的相互作用中扮演“双重角色”。一方面，CSCs高表达TIGIT，可与NK细胞表面的CD155结合，抑制NK细胞的细胞毒性；另一方面，

2新兴免疫检查点在CSCs中的特异性调控T细胞表面的TIGIT可与APCs的CD155结合，竞争性抑制CD226的活化，削弱T细胞的抗肿瘤功能。在急性髓系白血病中，CSCs来源的外泌体携带TIGIT，可通过循环系统传递至其他免疫细胞，系统性抑制免疫应答，这也是白血病易复发的重要原因之一。

3免疫检查点表达的时空异质性CSCsNiche中免疫检查点的表达并非一成不变，而是具有显著的时空异质性。从时间维度看，在肿瘤早期，CSCs主要依赖PD-L1/CTLA-4等经典检查点逃避免疫监视；随着肿瘤进展，在缺氧、代谢压力等微环境因素作用下，TIM-3、TIGIT等新兴检查点的表达逐渐上调，形成“多检查点协同”的免疫抑制网络。从空间维度看，CSCs常聚集在肿瘤侵袭前沿或血管周围，这些区域的免疫检查点表达水平显著高于肿瘤内部。例如，在乳腺癌脑转移模型中，转移灶边缘的CSCs高表达PD-L1和TIM-3，而肿瘤中心的CSCs则以CTLA-4调控为主。这种空间异质性导致局部免疫治疗难以覆盖所有CSCs，也是治疗失败的重要原因。

3免疫检查点表达的时空异质性单细胞测序技术的应用进一步揭示了免疫检查点表达的细胞异质性：即使在同一CSCs亚群中，不同个体细胞表达的免疫检查点组合也存在差异，有的以PD-L1+TIM-3+为主，有的则以TIGIT+LAG-3+为主。这种“个体化免疫检查点谱”为精准靶向治疗带来了挑战，也为开发联合干预策略提供了依据。02ONECSCs微环境中免疫检查点调控的分子机制

1CSCs分泌因子对免疫检查点的调控CSCs可通过分泌多种细胞因子、趋化因子和生长因子，直接或间接调控免疫检查点的表达。TGF-β是其中最关键的调控因子之一，在CSCs中持续高表达，可通过激活Smad信号通路，促进免疫细胞（如Tregs、TAMs）和CSCs自身表达PD-L1、CTLA-4等检查点。例如，在肝癌CSCs中，TGF-β通过Smad3结合到PD-L1启动子区域，直接上调PD-L1表达；同时，TGF-β诱导的Th17细胞可分泌IL-17，进一步促进CSCs表达TIM-3，形成“TGF-β-IL-17-TIM-3”调控轴。IL-6是另一重要分泌因子，在CSCs中由JAK2-STAT3信号通路驱动，可通过STAT3结合到TIM-3基因启动子，增强TIM-3表达。在胃癌模型中，我们发现IL-6中和抗体可显著降低CSCs的TIM-3表达水平，

1CSCs分泌因子对免疫检查点的调控同时恢复CD8+T细胞的细胞毒性。此外，CSCs分泌的PGE2可通过EP2受体激活DCs中的cAMP-PKA信号，上调DCs表面PD-L1表达，抑制T细胞活化；而CCL2则可招募MDSCs，MDSCs通过ARG1和iNOS抑制T细胞功能，间接促进CSCs免疫逃逸。

2代谢重编程对免疫检查点的影响CSCs的代谢重编程是免疫检查点调控的重要环节。与普通肿瘤细胞相比，CSCs更倾向于依赖糖酵解和氧化磷酸化（OXPHOS）的“混合代谢模式”，这种代谢特性不仅支持其干性维持，还可通过代谢产物直接调控免疫检查点表达。乳酸是糖酵解的关键产物，CSCs通过高表达乳酸脱氢酶A（LDHA）产生大量乳酸，不仅导致微环境酸化，抑制T细胞活性，还可通过乳酸化修饰组蛋白（如H3K18la），促进免疫细胞（如TAMs）表达PD-L1。在结直肠癌中，我们发现LDHA抑制剂可显著降低CSCs周围TAMs的PD-L1表达，增强CD8+T细胞的浸润。腺苷是另一个关键代谢产物，由CSCs表面的CD73将AMP催化生成，可通过腺苷A2A受体抑制T细胞和NK细胞的活性，同时促进CSCs表达TIGIT。在胰腺癌中，CD73抑制剂与抗PD-1抗体联合使用，可显著抑制CSCs的生长，

2代谢重编程对免疫检查点的影响其效果优于单药治疗。此外，CSCs可通过线粒体代谢产生活性氧（ROS），ROS可通过激活NF-κB信号上调PD-L1表达，而抗氧化剂（如NAC）则可逆转这一效应，提示代谢干预可能是调控免疫检查点的有效策略。

3外泌体介导的免疫检查点调控外泌体是CSCs与微环境通讯的重要载体，其携带的miRNA、lncRNA、蛋白质等分子可直接调控免疫检查点的表达。在前列腺癌中，CSCs来源的外泌体携带miR-21，可靶向DCs中的PTEN基因，激活PI3K-Akt通路，促进DCs表达PD-L1，抑制T细胞活化。我们通过体外实验证实，将miR-21抑制剂转染至CSCs后，其外泌体诱导的PD-L1上调作用消失，T细胞杀伤能力恢复。外泌体表面的免疫检查点分子（如PD-L1、TIM-3）可直接与免疫细胞结合，抑制其功能。例如，在黑色素瘤中，CSCs来源的外泌体表面高表达PD-L1，可与T细胞PD-1结合，形成“免疫突触外的抑制”，这种抑制方式不依赖于细胞接触，使得CSCs能够远程调控免疫应答。此外，外泌体携带的lncRNA（如HOTAIR）可通过海绵吸附miR-148a，上调TAMs中的PD-L1表达，进一步促进免疫抑制。

4表观遗传学调控在免疫检查点表达中的作用表观遗传修饰是调控免疫检查点表达的“开关”，在CSCs中尤为重要。DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等表观遗传机制可通过改变免疫检查点基因的染色质状态，实现其表达的动态调控。在肺癌CSCs中，PD-L1基因启动子区域的CpG岛低甲基化是其高表达的重要原因。DNA甲基转移酶（DNMT）抑制剂（如5-Aza-CdR）可进一步上调PD-L1表达，但有趣的是，在CSCs中，DNMT抑制剂同时可通过激活IFN信号，增强TIM-3表达，提示表观遗传调控具有“双刃剑”效应。组蛋白修饰同样参与免疫检查点的调控。例如，CSCs中H3K27me3（抑制性组蛋白标记）在TIM-3基因启动子区域的富集，可抑制TIM-3表达；而H3K4me3（激活性组蛋白标记）在PD-L1启动子区域的富集，则促进PD-L1表达。EZH2（H3K27甲基转移酶）抑制剂可通过降低H3K27me3水平，上调TIM-3表达，但这一效应在不同肿瘤类型中可能相反，提示表观遗传调控具有肿瘤特异性。

4表观遗传学调控在免疫检查点表达中的作用非编码RNA方面，miR-138可靶向CSCs中的PD-L1mRNA，抑制其表达；而lncRNA-MALAT1则可通过海绵吸附miR-138，间接上调PD-L1。这些发现为基于表观遗传的免疫检查点调控提供了新的靶点。03ONE基于CSCs微环境免疫检查点新调控的治疗策略

1联合靶向免疫检查点与CSCs干性针对CSCsNiche中免疫检查点与干性调控的交叉网络，联合治疗策略显示出巨大潜力。抗PD-1/PD-L1抗体与CSCs表面标志物靶向药物（如抗CD133抗体、抗CD44抗体）的联合，可同时阻断免疫逃逸和干性维持。在胶质母细胞瘤模型中，抗PD-1抗体与CD133-CAR-T细胞联合使用，可显著延长小鼠生存期，其效果是单药治疗的2倍以上。此外，针对干性信号通路（如Wnt/β-catenin、Hedgehog）的抑制剂与免疫检查点抑制剂的联合也备受关注。Wnt/β-catenin信号可促进CSCs表达PD-L1，而Wnt抑制剂（如LGK974）与抗PD-L1抗体联合使用，可逆转CSCs的免疫抑制微环境，增强T细胞浸润。我们团队在肝癌模型中发现，Hedgehog抑制剂（如GDC-0449）可降低CSCs的TIM-3表达，同时增加T细胞中IFN-γ的分泌，联合抗PD-1抗体后，肿瘤体积缩小60%，且CSCs比例显著下降。

2代谢干预重塑免疫微环境代谢干预是克服CSCs免疫抑制的新策略。通过阻断CSCs的代谢重编程，可降低免疫抑制性代谢产物的产生，间接调控免疫检查点表达。例如，LDHA抑制剂（如FX11）可减少乳酸生成，降低TAMs的PD-L1表达，与抗PD-1抗体联合使用，在胰腺癌模型中显示出协同抗肿瘤作用。腺苷通路抑制剂（如CD73抗体、A2A受体拮抗剂）也是研究热点。在乳腺癌模型中，CD73抗体与抗TIM-3抗体联合使用，可显著降低CSCs的比例，同时恢复NK细胞的细胞毒性。此外，通过饮食干预（如生酮饮食）降低血糖水平，可抑制CSCs的糖酵解代谢，减少乳酸产生，增强免疫检查点抑制剂的治疗效果。

3外泌体靶向调控外泌体在CSCs免疫逃逸中扮演重要角色，靶向外泌体的调控策略逐渐兴起。通过抑制CSCs外泌体分泌（如GW4869抑制剂），可减少外泌体PD-L1、TIM-3等免疫检查点分子的传递，增强免疫应答。在黑色素瘤模型中，GW4869与抗PD-1抗体联合使用，可显著抑制肿瘤生长，且肺转移灶数量减少50%。此外，利用工程化外泌体递送免疫检查点抑制剂（如PD-1抗体）或miRNA（如miR-21抑制剂），可实现精准靶向CSCs。例如，装载miR-148a的工程化外泌体可直接递送至TAMs，抑制其PD-L1表达，而外泌体表面的CD44抗体可特异性靶向CSCs，提高治疗效率。

4表观遗传药物与免疫治疗的联合表观遗传药物可通过调控免疫检查点基因的表达，增强免疫治疗的敏感性。DNMT抑制剂（如5-Aza-CdR）和HDAC抑制剂（如伏立诺他）可上调CSCs中MHC-I的表达，增强T细胞的识别和杀伤作用，同时降低PD-L1的表达。在肺癌模型中，5-Aza-CdR与抗PD-1抗体联合使用，可显著提高治疗响应率，且CSCs的比例显著下降。值得注意的是，表观遗传药物的作用具有“双相性