Carcinoma-associated fibroblasts (CAFs) are abundant and heterogeneous stromal cells in tumor microenvironment that are critically involved in cancer progression. Here, we demonstrate that two cell-surface molecules, CD10 and GPR77, specifically define a CAF subset correlated with chemoresistance and poor survival in multiple cohorts of breast and lung cancer patients. CD10+GPR77+ CAFs promote tumor formation and chemoresistance by providing a survival niche for cancer stem cells (CSCs). Mechanistically, CD10+GPR77+ CAFs are driven by persistent NF-κB activation via p65 phosphorylation and acetylation, which is maintained by complement signaling via GPR77, a C5a receptor. Furthermore, CD10+GPR77+ CAFs promote successful engraftment of patient-derived xenografts (PDXs), and targeting these CAFs with a neutralizing anti-GPR77 antibody abolishes tumor formation and restores tumor chemosensitivity. Our study reveals a functional CAF subset that can be defined and isolated by specific cell-surface markers and suggests that targeting the CD10+GPR77+ CAF subset could be an effective therapeutic strategy against CSC-driven solid tumors.

Summary

 The close vicinity of cancer cells undergoing epithelial-mesenchymal transition (EMT) and tumor-associated macrophages (TAMs) at the invasive front of tumors suggests that these two cell type may mutually interact. We show that mesenchymal-like breast cancer cells activate macrophages to a TAM-like phenotype by GM-CSF. Reciprocally, CCL18 from TAMs induces cancer cell EMT, forming a positive feedback loop, in coculture systems and humanized mice. Inhibition of GM-CSF or CCL18 breaks this loop and reduces cancer metastasis. High GM-CSF expression in breast cancer samples is associated with more CCL18⁺ macrophages, cancer cell EMT, enhanced metastasis, and reduced patient survival. These findings suggest that a positive feedback loop between GM-CSF and CCL18 is important in breast cancer metastasis.

Tumor-associated macrophages (TAMs) can influence cancer progression and metastasis, but the mechanism remains unclear. Here, we show that breast TAMs abundantly produce CCL18, and its expression in blood or cancer stroma is associated with metastasis and reduced patient survival. CCL18 released by breast TAMs promotes the invasiveness of cancer cells by triggering integrin clustering and enhancing their adherence to extracellular matrix. Furthermore, we identify PITPNM3 as a functional receptor for CCL18 that mediates CCL18 effect and activates intracellular calcium signaling. CCL18 promotes the invasion and metastasis of breast cancer xenografts, whereas suppressing PITPNM3 abrogates these effects. These findings indicate that CCL18 derived from TAMs plays a critical role in promoting breast cancer metastasis via its receptor, PITPNM3.

Tumors employ various strategies to evade immune surveillance. Central nervous system (CNS) has multiple features to restrain immune response. Whether tumors and CNS share similar programs of immunosuppression is elusive. Here, we analyze multi-omics data of tumors from HER2

Abstract Leptomeningeal metastasis is associated with dismal prognosis and has few treatment options. However, very little is known about the immune response to leptomeningeal metastasis. Here, by establishing an immunocompetent mouse model of breast cancer leptomeningeal metastasis, we found that tumor-specific CD8 + T cells were generated in deep cervical lymph nodes (dCLNs) and played an important role in controlling leptomeningeal metastasis. Mechanistically, T cells in dCLNs displayed a senescence phenotype and their recruitment was impaired in mice bearing cancer cells that preferentially colonized in leptomeningeal space. Upregulation of p53 suppressed the transcription of VLA-4 in senescent dCLN T cells and consequently inhibited their migration to the leptomeningeal compartment. Clinically, CD8 + T cells from cerebrospinal fluid of patients with leptomeningeal metastasis exhibited senescence and VLA-4 downregulation. Collectively, our findings demonstrated that CD8 + T cell immunosenescence drives leptomeningeal metastasis.