免疫系统与肿瘤细胞相互作用研究理论大解析

一、免疫-肿瘤互作的基础机制
1. 免疫监视与肿瘤逃逸
正常情况下，免疫系统通过免疫监视机制识别并清除体内异常增生的细胞，包括潜在的恶性肿瘤细胞。该过程涉及固有免疫反应（如自然杀伤细胞、巨噬细胞等的直接杀伤）和适应性免疫反应（如T淋巴细胞、B淋巴细胞介导的特异性免疫应答）。然而，肿瘤细胞能够通过多种策略逃避免疫系统的监控与清除，这些策略包括但不限于：

 
2. 循环肿瘤细胞与免疫细胞的相互作用
循环肿瘤细胞（CTCs）是存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称，是从原发灶或转移灶脱落进入血液循环的肿瘤细胞，它们与免疫细胞的相互作用对肿瘤的远处播散至关重要^[1]。研究表明，CTCs能够通过与免疫细胞（如NK细胞、T细胞、巨噬细胞）的直接接触或释放可溶性因子，影响免疫细胞的功能，如抑制其杀伤活性、诱导免疫耐受或促进炎症反应，有助于CTCs的存活与定植。
 
二、免疫-肿瘤互作的最新研究进展
1. 单细胞与空间转录组学技术的应用
高通量测序技术的进步，尤其是单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学，为深入解析肿瘤内复杂免疫微环境提供了前所未有的视角。这些技术揭示了肿瘤内部异质性、免疫细胞亚群的精细分型、细胞间通讯网络以及动态变化过程，有助于阐明肿瘤免疫逃逸的具体机制和寻找新的免疫治疗靶点。
 
2. 计算工具与算法的发展
例如，研究工作者在《Nature Methods》上发表的Cyto Community算法，这是一种针对单细胞空间图谱进行无监督和有监督学习的计算工具，用于识别条件特异性的细胞邻域协作，为解析肿瘤-免疫互作机制提供了有力的分析手段^[2]。
 
3. 免疫治疗新策略与药物研发
针对免疫-肿瘤互作机制的深入理解，推动了新型免疫疗法的研发，如免疫检查点抑制剂（如PD-1/PD-L1、CTLA-4抑制剂）、CAR-T细胞疗法、肿瘤疫苗、免疫激动剂等。此外，联合疗法也显示出显著的临床效果，体现了精准调控免疫-肿瘤互作以实现高效抗癌治疗的可能性。
 
三、JuLI™ Stage活细胞成像分析系统在免疫-肿瘤互作研究中的应用
奎克泰生物的JuLI™系列实时活细胞成像分析系统能够为免疫-肿瘤互作研究提供所需要的工具。JuLI™系列设备操作简单，无需复杂人工操作，省时省力；无需频繁取出样本观察，提供稳定的生长环境；实时观察，延时记录，全面呈现免疫-肿瘤互作研究中细胞样本的培养情况，获取大量数据后进行分析。
 
JuLI™ Stage活细胞成像分析系统能够放置于培养箱内，具有全自动X-Y-Z轴、三色荧光、自动/手动对焦、Z-Stack、图像拼接等功能。可以对细胞样本进行实时观察，拍摄记录生长周期的全过程，在保证样本生长环境稳定的情况下，同时对样本拍照，形成视频，提供免疫-肿瘤互作实验的量化结果。

图1 JuLI™ Stage放置在细胞培养箱内工作

借助JuLI™ Stage进行免疫-肿瘤互作实验，对癌细胞进行荧光标记 ，在GFP通道下观察，免疫细胞在明场下观察。对明场和GFP通道下样本进行延时摄影，并自动合成视频。下图分别展示了在明场和GFP通道下图像合并的结果（图2）以及单独GFP通道下T细胞成像结果（图3）。
 

图2 明场和GFP通道下图像合并的结果


图3 单独GFP通道下癌细胞成像结果

 

拍摄结束后，利用JuLI™ Stage自带的分析软件，对视频结果进行统一分析（图4）。

图4 免疫细胞-癌细胞互作结果分析

 

参考文献：
[1]Zhao QW, Situ B, Zheng L. [Current progress in research of circulating tumor cells]. Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao. 2017 Oct 20;37(10):1423-1426.
[2]Hu Y, Rong J, Xu Y, Xie R, Peng J, Gao L, Tan K. Unsupervised and supervised discovery of tissue cellular neighborhoods from cell phenotypes. Nat Methods. 2024 Feb;21(2):267-278.（IF48）