APP下载

肿瘤相关免疫细胞在卵巢癌中的作用及研究进展

2020-12-13屈丽媛龚时鹏

妇产与遗传(电子版) 2020年4期
关键词:趋化因子免疫抑制外泌体

屈丽媛 龚时鹏

卵巢癌(ovarian cancer,OC)是常见的女性恶性肿瘤之一,发现时常已发生转移。在全球女性癌症发病率和死亡率中约占4%[1]。根据2015 年的统计数据,卵巢癌已上升至女性癌症相关死亡的第五大原因[2]。2018 年,美国预计女性生殖系统新发癌症病例110 070 例,其中卵巢癌有22 240 例,占女性生殖系统侵袭性肿瘤的20.2%[2],发生率和死亡率均较高。目前卵巢癌的治疗以手术和化疗为主。尽管如此,有学者发现由于卵巢癌容易出现复发、转移和严重耐药等问题,导致患者的5 年总生存率仅为25%~35%[3-4]。由此可见,卵巢癌治疗中肿瘤容易侵袭及转移的问题突出,而卵巢癌肿瘤相关细胞在癌细胞的侵袭及转移中可能发挥重要作用。因此,研究其中的机制有望找到新的治疗方法。

一、卵巢癌的肿瘤微环境(tumor microenviron⁃ment,TME)

TME 是肿瘤细胞赖以生存的局部生态环境,与肿瘤的生长、侵袭及转移密切相关。TME 由基质细胞(包括巨噬细胞、调节性T 细胞、成纤维细胞、髓样抑制细胞等)和细胞外基质组成。卵巢癌TME的一个特征是驻留宿主细胞,特别是活化的间皮细胞及大量排列于腹膜腔和网膜的脂肪细胞,这些部位成为转移性病变的优选部位[5]。卵巢癌肿瘤相关巨 噬 细 胞(tumor associated macrophages,TAMs)和调节性T 细胞(regulatory T cells,Tregs)可与肿瘤细胞形成恶意联络,实现特异性和有效地转移,从而逃过免疫监视并介导治疗抗性[5]。所以,卵巢癌的发生发展离不开肿瘤细胞与其微环境细胞间的相互作用。肿瘤细胞通过产生不同的生长因子和细胞因子来改变TME,从而促进肿瘤免疫抑制、新生血管生成和免疫逃逸,调控肿瘤细胞的增殖和侵袭[6]。

二、TAMs

1.TME中的巨噬细胞来源、分类和作用

TAMs 来源于血液中循环的单核细胞前体。在不同的细胞因子环境下,单核细胞分化为经典活化的巨噬细胞(简称M1 型)和替代性活化的巨噬细胞(简称M2 型)[7]。而肿瘤TME 中的巨噬细胞通常分化为M2 型,可促进肿瘤细胞生长、侵袭、转移和血管生成[8-9]。Ying X等研究结果显示上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer,EOC)分泌的外泌体miR-222-3p 诱导巨噬细胞向M2 表型极化,这提示M2样表型的TAMs与肿瘤的发生密切相关[10]。

2.TAMs 在促进卵巢癌细胞生长、侵袭和转移中的机制

(1)TAMs 促进基质金属蛋白酶(matrix metal⁃loproteinase,MMP)2、9、10 的表达,增强卵巢癌细胞的侵袭能力。

MMPs 可降解细胞外基质中的各种蛋白成分,破坏了阻止肿瘤细胞侵袭的组织学屏障,在肿瘤侵袭转移中起关键性作用。早在2006年Yuan YX等[12]采用合成的特异性MMP 抑制剂,探究其对卵巢癌细胞的抑制作用,结果证实一定浓度的MMP 抑制剂可抑制MMP-2 和MMP-9 的表达从而抑制卵巢癌的侵袭。Ke X 等[13]则采用TAMs 与卵巢癌细胞系在体外共培养,分别评估基质中MMP-2、MMP-9、MMP-10 的水平,结果显示在高水平的TAMs 下,MMPs表达水平上调。他们的实验均证明,TAMs可以促进MMP-2、9、10 表达,使细胞外基质降解,从而促进肿瘤细胞的运动和侵袭。由此可认为利用MMP抑制剂阻断上述基质蛋白酶水解活性是潜在的治疗卵巢癌的策略。

(2)TAMs 通过分泌表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)促进肿瘤细胞黏附和增殖,同时激活EGF/表皮生长因子受体(epithelial growth factor receptor,EGFR),血管内皮生长因子-C(vascular endothelial growth factor-C,EGFR-C)/血管内皮生长因子受体-3(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR-3)信号通路调节卵巢癌的迁移。

肿瘤球形成能力是可发生转移的癌细胞标志之一。TAMs 通过分泌EGF 促进肿瘤细胞黏附和增殖,从而帮助spheroid 形成和肿瘤生长[14]。M2 型TAMs 使间皮细胞过度表达P-选择蛋白,促进卵巢癌细胞与间皮细胞的细胞黏附[15]。这种机制可能支持EOC 沿着间皮衬里的腹膜腔扩散。其机制为:EGF 导致整合素(αMβ2)在TAMs 中表达上调,并且在癌细胞上导致EGFR 和细胞间黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)表达增加,促进肿瘤细胞与TAMs 的黏附。肿瘤中升高的EGFR 进一步激活邻近肿瘤细胞中的血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)/VEGFR 途径,诱导血管的生成,维持肿瘤的生长,从而支持肿瘤细胞的增殖和转移。Yin M 等[14]研究结果显示,VEGFR3 抑制剂阻断了EGF 和VEGF-C 诱导的卵巢上皮癌细胞迁移;由此提示EGF/EGFR,VEGF-C/VEGFR3 信号通路在调节卵巢癌细胞迁移中发挥重要作用。

(3)卵巢癌细胞分泌的外泌体与TAMs 的相互作用。

Ying X 等[10]研究结果显示由卵巢癌细胞分泌的外泌体与TAMs 经条件培养基培养后,可以提高卵巢癌细胞的增殖和迁移能力。他们继续研究发现EOC衍生的外泌体增加了M2型TAMs的极化,促进TME下的血管生成和淋巴管生成,加速了EOC的进展。而Yoshimura A 等研究发现外泌体miR-99a-5p在卵巢癌患者血清中升高,并通过增加邻近腹膜间皮细胞中纤维连接蛋白和玻连蛋白的表达促进癌细胞侵袭[16]。故卵巢癌细胞来源的外泌体可诱导巨噬细胞向M2表型极化,促进了肿瘤细胞的侵袭转移。

另有研究表明,来自多种细胞类型的外泌体在免疫调节中起重要作用[17]。在卵巢癌中,来自患者腹水的外泌体可诱导树突状细胞(dendritic cells,DCs) 和外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)前体的凋亡[18],破坏了免疫系统。Szajnik 等研究显示卵巢癌患者血浆来源的外泌体促进Treg 的功能,这可能支持癌症的免疫逃逸[19]。以上研究提示EOC衍生的外泌体抑制了机体的免疫,使其发生免疫逃逸。

(4)TAMs 可通过激活胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor 1,IGF-1)途径促进卵巢癌的生长和转移,通过增强CXC型趋化因子配体16(CXC chemokine ligand 16, CXCLl6) 及 其 受 体CXCR6的表达促进卵巢癌细胞转移。

已有研究表明,IGF-1 是一种与癌症进展相关的基因,与多种癌症的生长、转移和耐药有关[20-22]。Liu L 等[23]建立了使用骨髓单核细胞和TAMs 的条件培养基来培养小鼠EOC 细胞的TAMs模型。结果表明TAMs 加速了肿瘤细胞的增殖和迁移,并观察到IGF-1 mRNA 和蛋白质水平的表达增加。而用IGF-1 中和抗体阻断IGF-1 途径则有效地逆转了卵巢癌细胞的增殖和迁移。

另外,CXCL16/CXCR6 在调节癌症的发展和转移中起着至关重要的作用。CXCL16 和CXCR6 在卵巢癌组织中的表达水平高于癌旁组织。CXCL16 是少数以膜结合和可溶形式存在的清道夫受体之一[24]。具体而言,膜结合形式促进细胞粘附,以排除其同源受体CXCR6。Hong L 等[25]实验研究发现,卵巢癌细胞与巨噬细胞的共培养显著促进癌细胞的CXCL16,CXCR6,NF-κB 和p65 表达,并增加癌细胞的迁移和侵袭能力。而CXCR6 的沉默显著减弱NF-κB,p65 的表达,减弱癌细胞的迁移和侵袭能力。因此也证明TAMs 可通过影响CXCL16/CXCR6途径促进卵巢癌细胞的迁移和侵袭。

3.TAMs在卵巢癌中促进血管生成的机制

TAMs 通过产生多种促血管生成因子促进血管生成,其中主要有转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、VEGF、血小板衍生生长因子(PDGF)、成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)家族成员和血小板衍生生长因子、FGF。在卵巢癌中,VEGF 在原发肿瘤和腹水中均以高水平存在,并且VEGF 表达增加与较差的存活率相关[26]。VEGF 通过自分泌或旁分泌方式作用于卵巢癌细胞和其他细胞类型(包括腹膜上皮细胞和免疫细胞),从而促进卵巢癌转移。TAMs 还可产生血管生成因子胸苷磷酸化酶参与促血管生成过程,其促进体外内皮细胞迁移,并且其表达水平与肿瘤新血管形成相关。此外,TAMs 可使纤维蛋白沉积而具有促凝血活性,间接增强血管形成。而趋化因子对肿瘤组织中血管生成开关的调节具有重要影响。与血管生成有关的趋化因子包括CXCL1 至CXCL3,CXCL5 至CXCL8,它们通过共同受体CXCR2起作用[27]。

三、Tregs在卵巢癌中的作用

Tregs 是一类通过控制自身免疫过敏和炎症以及对肿瘤的反应来维持免疫稳态的T 细胞亚群。Li X 等[28]的研究发现卵巢癌患者的外周血淋巴细胞、肿瘤浸润淋巴细胞和肿瘤相关淋巴细胞中CD4+CD25+Treg 的比例增加。Ghiringhelli F 等[29]研究也发现,肿瘤细胞促进CD4+CD25+Tregs 的扩增,从而抵消基于T 细胞的抗肿瘤免疫力。首先来讲,Tregs 可通过一定的细胞因子环境(如IL-4、IL-7、IL-12 和TGF-β)抑制NK 细胞分泌γ-干扰素的能力,从而抑制免疫。另一方面,在T 细胞活化过程中,PD-1/PD-Ls 途径诱导幼稚的CD4+T 细胞转化为Tregs;Tregs 可导致抗原呈递细胞的功能下降或与抗原呈递细胞上的共刺激分子竞争,抑制了效应T 细胞,从而产生免疫抑制作用[30]。Redjimi N 等[31]研究发现CXCR3(+)Tregs 在人卵巢癌中高度富集,且天然CXCR3(+)T-bet(+)Tregs 选择性地积聚在卵巢肿瘤中以控制I 型T 细胞反应,从而阻断了有效的抗肿瘤免疫。

IL-10 是一种参与不同恶性肿瘤生长和转移的免疫抑制细胞因子,IL-10 在预防负反馈环路中的炎症中起重要作用。而TAMs 可产生免疫抑制因子,尤其是IL-10 和TGFβ。Zhu Q 等利用免疫组化等方法发现EOC 中Treg 和TAM 的浸润高于良性卵巢肿瘤,且EOC 中IL-10 也更高。综合实验结果表明,TAM 分泌的IL-10 通过在T 细胞分化过程中激活Foxp3 增加Treg 细胞的频率,促进肿瘤进展[32]。另外,趋化因子受体CCR4 在功能性CD4+ CD25+FoxP3+ Treg 上高水平表达,并且肿瘤细胞和TAM产生CCR4 配体CCL22 与肿瘤部位的Tregs 募集相关[33]。Facciabene A 等[34]研究发现,肿瘤细胞在缺氧时可通过上调趋化因子配体28(CCL28)的表达来募集Tregs,从而促进血管的生成并增强肿瘤免疫耐受。因此,通过阻断CCL22/CCR4 或CCL28 表达来调节Tregs 的迁移和功能,可能逆转Tregs 的免疫抑制,从而增强抗肿瘤免疫力。

四、小结与展望

卵巢癌死亡率居妇科肿瘤之首,目前卵巢癌治疗主要是以手术减瘤和以铂类为主的联合化疗,但卵巢癌经常复发和转移,预后不良。根据目前的研究进展,卵巢癌肿瘤相关细胞如TAMs 和Tregs 在肿瘤的发生、耐药、侵袭和转移过程中起着重要作用。TAMs 可使蛋白水解酶表达上调,降解细胞外基质以利于肿瘤细胞侵袭;产生多种生长因子,如EGF、FGF 和VEGF,从而促进肿瘤的生长与发展;产生免疫抑制因子,尤其是IL-10和TGFβ,以帮助肿瘤逃避免疫控制。Tregs 通过释放抑制性细胞因子,抑制T 细胞相关重要细胞因子的表达,以抑制效应T细胞,从而产生免疫抑制作用。

综合TAMs 及Tregs 在卵巢癌中的作用,可针对相关细胞因子和趋化因子的作用途径进行靶向调控。一方面,可以阻断肿瘤微环境中对巨噬细胞的募集和极化途径,阻止TAMs 的形成及聚集;可通过阻断重要信号通路(如抑制EGF/EGFR,VEGFC/VEGFR3 信号通路、抑制CXCL16/CXCR6 表达等)或抑制基质蛋白酶水解活性等途径,进而抑制肿瘤侵袭、转移及血管生成。另一方面,可以阻断相关趋化因子的过表达,逆转Tregs 的免疫抑制作用。肿瘤微环境中还有其他的基质细胞,如成纤维细胞、髓样抑制细胞、内皮细胞、周细胞和血小板等,这些细胞对肿瘤的影响及其机制尚不明确,有待进一步研究,为寻找卵巢癌防治新靶点提供思路。

猜你喜欢

趋化因子免疫抑制外泌体
厚壳贻贝低分子质量肽对免疫抑制小鼠免疫调节作用
桂附地黄丸对环磷酰胺致免疫抑制小鼠血常规和血清生化指标影响
外泌体miRNA在肝细胞癌中的研究进展
前言
——外泌体与老年慢性疾病相关性的研究进展
间充质干细胞外泌体在口腔组织再生中的研究进展
循环外泌体在心血管疾病中作用的研究进展
基于CRISPR—Cas9定向编辑CCL17和CCL22基因的研究
咪喹莫特调节Th1、Th2细胞相关趋化因子对兔耳增生性瘢痕创面愈合和瘢痕增生的影响
石仙桃多糖对肺炎支原体感染模型小鼠肺泡灌洗液中趋化因子表达的影响
CXCR2及其配体与肿瘤关系研究进展