综述:肿瘤相关成纤维细胞在转移前微环境中的新兴作用

【字体: 时间:2025年10月09日 来源:Molecular Cancer 33.9

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  本综述系统阐述了肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)在转移前微环境(PMN)形成中的核心作用。文章详细解析了CAFs通过细胞外囊泡(EVs)、代谢重编程等多途径调控炎症、血管生成、免疫抑制及细胞外基质(ECM)重塑的机制,并结合单细胞测序技术揭示了CAFs的异质性。最后探讨了靶向CAFs(如FAP、α-SMA等)的新型治疗策略(包括CAR-T、纳米疫苗等)面临的挑战与前景。

  
引言
肿瘤转移是导致癌症患者高复发率和死亡率的主要原因之一,涉及多个器官的转移性癌症临床治愈困难且预后极差。研究表明,转移前微环境(Premetastatic Niche, PMN)的建立是肿瘤转移的必要条件。肿瘤相关成纤维细胞(Cancer-Associated Fibroblasts, CAFs)作为与肿瘤发展密切相关的细胞,通过调节细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)、代谢等途径,积极参与PMN的形成。CAFs通过塑造微环境特征,包括炎症、血管生成、血管通透性增加、淋巴管生成、免疫抑制和细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)重塑,为肿瘤转移创造有利条件。随着单细胞测序技术的发展,人们对异质性CAFs在PMN中的作用和意义的理解不断深入,针对PMN中CAFs的多种治疗策略也逐渐被开发出来。
转移前微环境的基本信息
PMN的细胞成分包括异常免疫细胞和ECM蛋白的聚集。这些异常免疫细胞通过释放炎症细胞因子、生长因子和血管生成分子,重塑局部微环境,促进肿瘤细胞的发展和转移。特别是这些免疫细胞在PMN的免疫抑制特征发展中起到关键作用。
髓系来源的抑制细胞(MDSCs) 是从共同髓系祖细胞分化而来的异质性群体,能够抑制T细胞功能并促进肿瘤发展。在肿瘤和炎症等病理条件下,未成熟髓系细胞的分化受到炎症因子或肿瘤来源因子的影响,诱导其成为MDSCs。这些细胞普遍表达CD11b,在病理条件下数量增加。在肿瘤中,MDSCs大量产生和积累,抑制T细胞活化和增殖,这在PMN中促进免疫抑制环境无疑非常重要。MDSCs在固有免疫和适应性免疫方面都能促进免疫抑制。在固有免疫方面,癌症扩增的MDSCs可通过膜结合TGF-β1抑制自然杀伤(NK)细胞功能。在适应性免疫方面,MDSCs主要通过高表达精氨酸酶1(ARG1)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和活性氧(ROS)来抑制T细胞功能。MDSCs的PMN促进功能主要归因于整合素和各种趋化因子(包括CCR5和CCR6)、炎症介质、生长因子和血管生成因子的表达,以响应肿瘤来源的分泌因子(Tumor-Derived Secreted Factors, TDSFs)。
中性粒细胞 是外周血中主要的吞噬细胞,在癌症中具有异质性和多维性。根据功能不同,中性粒细胞分为两个不同的群体:具有抗肿瘤功能的N1中性粒细胞和具有促肿瘤功能的N2中性粒细胞。中性粒细胞响应趋化因子、EVs和其他生物活性因子从循环血液中被招募,到达远处转移部位。中性粒细胞根据周围微环境分化为抗肿瘤表型(N1)和促肿瘤表型(N2)。经过趋化和分化后,中性粒细胞进一步促进PMN形成,以促进循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells, CTCs)的定植。中性粒细胞表型N2通过分泌各种分子成分(如TNF-α)参与PMN的特征之一——炎症。中性粒细胞还能与CTCs相互作用,从而促进肿瘤发展。例如,中性粒细胞通过促进黑色素瘤细胞与内皮细胞的锚定,在肺部保留黑色素瘤细胞。因此,中性粒细胞的适应性变化以及与周围环境的相互作用无疑促进了PMN的形成和CTCs的定植。
巨噬细胞 是髓系免疫细胞,被认为是终末分化的血单核吞噬细胞。与中性粒细胞类似,巨噬细胞根据功能不同分为两类:经典激活的促炎M1亚型和替代激活的抗炎M2亚型,它们在代谢反应中扮演相反的角色。M1巨噬细胞可分泌大量促炎因子(如IL-1β和TNF-α),功能上具有促炎和抗肿瘤作用;而M2巨噬细胞主要产生抗炎因子(如IL-10、TGF-β和Arg1),具有抗炎、促血管生成和促肿瘤作用。浸润肿瘤组织的巨噬细胞称为肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-Associated Macrophages, TAMs),占肿瘤细胞总数的一半以上。
近年来,越来越多的研究证实了巨噬细胞在转移前微环境中的作用。在PMN形成的早期阶段,PMN炎症的特征之一是多种细胞因子和趋化因子的激活,这些因子促进免疫细胞(包括巨噬细胞)的招募。在这个恶性循环中,巨噬细胞被转化为M2表型,以响应各种因子。越来越多的研究表明,M2巨噬细胞可以通过释放血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)和表皮生长因子(EGF)等因子促进肿瘤细胞存活、增殖、运动、血管生成和淋巴管生成,并通过旁分泌细胞因子(如IL-1、基质金属蛋白酶(MMPs)和集落刺激因子1(CSF-1))影响肿瘤微环境,导致肿瘤转移和侵袭。随着PMN的发展,许多CTCs从血管系统浸润和聚集。随着组织癌症的进展,巨噬细胞表型转化为TAM表型。TAMs通过抑制免疫反应、促进血管生成和淋巴管生成、调节肿瘤细胞代谢来刺激肿瘤细胞浸润和转移,从而进一步促进PMN的成熟。
T细胞 起源于骨髓中的淋巴祖细胞,是参与获得性免疫的关键细胞。根据功能,T细胞分为辅助T细胞(Th细胞)、细胞毒性T细胞或调节性T细胞(Treg细胞)。值得注意的是,在PMN形成过程中,Tregs通过免疫抑制功能促进免疫抑制微环境。例如,在多种癌症模型中,肿瘤中CXCR3+ Treg细胞增加并表现出激活表型,通过与产生CXCL9的BATF3+树突状细胞(Dendritic Cells, DCs)相互作用,限制CD8+ T细胞的抗肿瘤 immunity。
基质细胞
PMN研究的焦点之一是ECM改变和基质的ECM重编程。宿主基质环境由成纤维细胞、内皮细胞、ECM和血管系统组成,这些成分在维持体内环境稳态中起重要作用。因此,基质细胞响应肿瘤来源因子的异常变化促进了支持性肿瘤基质微环境的形成。
成纤维细胞 是疏松结缔组织的主要细胞成分,参与许多关键生物过程,如组织修复和纤维化。更重要的是,成纤维细胞深入参与PMN形成过程。成纤维细胞通过表达纤连蛋白和MMP组织ECM,加速PMN形成。正常成纤维细胞(Normal Fibroblasts, NFs)在响应肿瘤源性因子(包括癌症来源的EVs)的刺激下,被激活为促肿瘤的CAFs。激活的成纤维细胞通过分泌促炎细胞因子(如IL-6和IL-8)诱导PMN形成。CAFs通过影响代谢重编程、ECM重塑、免疫抑制和血管生成促进肿瘤侵袭、转移和耐药性。
内皮细胞(Endothelial Cells, ECs) 是覆盖所有血管内壁的一薄层上皮细胞。内皮细胞形成血管和组织之间的屏障,控制物质的进出。因此,ECs是CTCs进入远处器官的主要通道。在肿瘤转移过程中,肿瘤细胞主要通过破坏内皮屏障、进入循环系统并定植于远处器官来传播。例如,促血管生成的肿瘤分泌因子下调PMN中的内皮 TRAIL,损害血管屏障的完整性,促进炎症细胞的招募,并促进转移。内皮细胞在PMN形成中不可或缺,因为它们在血管生成中起重要作用,而血管生成是PMN的标志之一。此外,新生血管内皮细胞可以形成支持血管生成的免疫抑制微环境,这无疑促进了PMN的发展。
周细胞 也称为鲁杰特细胞,是一种位于毛细血管内皮和基底膜之间的可收缩壁细胞,在调节毛细血管血流中起作用。作为肿瘤血管的守门人,周细胞通过与微环境不同成分的多种相互作用促进PMN形成。在癌症中,周细胞可以通过促进血管生成来促进PMN形成。此外,癌发生过程中周细胞和ECs之间的缺陷相互作用增加了血管通透性并导致肿瘤血管泄漏,从而促进PMN形成和肿瘤转移。在胶质母细胞瘤中,激活的周细胞发展出免疫抑制表型,通过诱导抗炎反应减少T细胞活化,从而实现肿瘤中的免疫抑制。免疫抑制是PMN的关键特征之一。研究表明,肿瘤来源的血管周细胞对CD4+ T细胞的活化和增殖产生负面影响,表明肿瘤来源的周细胞在TME中的免疫逃逸范式中具有新的特定作用。ECM重塑是周细胞在肿瘤中促进PMN形成的另一个重要机制。在肿瘤转移之前,PMN经历上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)以促进肿瘤细胞浸润和定植。从结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)患者获得的肿瘤周细胞(Tumor Pericytes, TPCs)中的TCAF2促进肿瘤细胞运动、EMT和结直肠癌肝转移(Colorectal Cancer Liver Metastasis, CRCLM)。周细胞和TAMs之间存在双向对话。周细胞来源的CXCL14促进巨噬细胞招募和向M2样表型极化,而TAMs在PMN形成中起重要作用。反过来,TAMs可以促进肿瘤血管生成。周细胞的异常作用通常导致未成熟和高通透性肿瘤血管的形成,从而促进低氧微酸微环境的形成。低氧微环境促进各种EMT诱导信号的产生并促进免疫耐受,导致PMN的形成,有利于血行转移癌细胞的定植和侵袭。
PMN中涉及的分子成分
肿瘤来源的分泌因子(TDSFs) 是肿瘤分泌的各种信号分子,通过与其他组织细胞通信发挥作用。在炎症和低氧条件下,肿瘤细胞分泌大量TDSFs,通过多种机制促进远处转移器官中PMN的建立,为肿瘤转移做好准备。例如,在黑色素瘤中,肿瘤细胞可以通过分泌某些因子来促进肿瘤转移,这些因子削弱内皮屏障的完整性并产生淋巴管生成因子以促进淋巴管生成。这些TDSFs,如VEGF、TGF-β、前列腺素和IL-6,参与肿瘤引流淋巴结(Lymph Nodes, LNs)的改变,例如淋巴管生成和ECM重塑的变化,这有助于肿瘤引流LN中PMN的形成。此外,大量研究表明,TDSFs通过激活成纤维细胞和将MDSCs招募到PMN来促进PMN形成。肿瘤细胞半乳糖凝集素-1等TDSFs也可以旁分泌方式影响TME中的MDSCs,刺激其迁移和功能,以用于未来的PMN形成。
细胞外囊泡(EVs) 是细胞释放的脂质双层封闭颗粒,根据大小广义分为小EVs(sEVs;<200 nm)和大EVs(lEVs;>200 nm)。sEVs包括历史上称为外泌体(50-150 nm)的内体来源囊泡,而lEVs包括历史上称为微囊泡或ectosomes(50-500 nm,最大1μm)的质膜来源囊泡。功能和上下文名称(如prostasomes、tolerosomes、oncosomes和migrasomes)可能表示特定的EV亚型,但需要通过物理表征(如大小、密度)和生化标志物验证以确认生物发生起源,因为大小范围在50-200 nm过渡区显著重叠。EVs现在被认为在细胞间通信中起作用。在肿瘤发生过程中,EVs可以到达受体细胞并传递其内容物以触发适当的功能响应。PMN和肿瘤细胞之间发生复杂的通信,EVs是参与通信的关键分子。在肿瘤发生过程中,EVs通过分泌多种生物分子影响多种病理生理过程,如血管泄漏、淋巴管生成、淋巴结转移和免疫抑制,从而促进PMN形成和肿瘤转移。例如,黑色素瘤来源的小EVs通过分泌神经生长因子受体增强淋巴管生成和肿瘤细胞粘附,从而增强淋巴结中PMN的形成和转移。骨肉瘤细胞来源的EVs通过分泌趋化因子CXCL2激活肺间质巨噬细胞并招募粒细胞髓系来源的抑制细胞(granulocyte Myeloid-Derived Suppressor Cells, gMDSCs),以促进免疫抑制性PMN的形成和肿瘤细胞定植。除了肿瘤来源的EVs,基质细胞来源的EVs在PMN形成中也起重要作用。在唾液腺腺样囊性癌(Salivary Adenoid Cystic Carcinoma, SACC)转移中,CAF来源的EVs促进肺成纤维细胞(Lung Fibroblasts, LFs)激活和ECM重塑,进而诱导肺PMN形成。研究EVs不仅有助于探索PMN,还有助于识别癌症治疗的新靶点。随着对EVs研究的进展,它们作为预后生物标志物和癌症转移治疗的作用变得越来越重要。
其他分子成分,如细胞因子、趋化因子和炎症因子,也在PMN形成中起重要作用。肿瘤极化的肺泡2型上皮细胞亚群通过产生大量白细胞介素(IL)-10抑制CD4+ T细胞增殖并增强Treg细胞的生产,从而促进肺PMN形成。在骨肉瘤中,趋化因子CXCL2激活肺间质巨噬细胞并强烈招募gMDSCs,从而促进免疫抑制性PMN的形成和肿瘤细胞定植。类似地,COX-2来源的前列腺素E2(PGE2)刺激DCs上的EP3受体,并促进DCs中基质细胞来源因子-1(Stromal Cell-Derived Factor-1, SDF-1)的升高,以促进Treg细胞的增殖和淋巴结中的淋巴管生成,从而在淋巴结转移期间诱导PMN形成。总之,这些分子成分通过在不同转移器官中建立PMN,帮助CTCs侵袭靶器官进行转移和定植。
转移前微环境的形成
最近的研究表明,多个促进微环境的分子和细胞成分通过多种机制相互作用,在预期转移器官中启动、转移和建立PMN。这里我们重点关注PMN形成的五个主要组成部分:血管生成、淋巴管生成、ECM重塑以及免疫抑制微环境的生成。
炎症
炎症是PMN的明确特征,也是肿瘤发展和转移的重要驱动因素。许多分子成分和信号通路调节炎症和转移之间的联系。成纤维细胞是肿瘤基质的主要组成部分,对促进PMN中的炎症非常重要。
血管生成
血管生成是新血管形成的过程,对于肿瘤建立血管供应氧气和营养物质以生长至关重要。在PMN中,新生血管和血管通透性直接控制CTCs停滞和外渗,是肿瘤来源适应准备转移的关键目标。血管生成受涉及ECs、周细胞、癌细胞、TAMs和CAFs之间广泛串扰的多种细胞相互作用影响。在PMN中,多种促血管生成信号导致 disorganized、高通透性和异常周细胞及EC覆盖的新生血管。例如,在乳腺癌中,CAFs过表达Inc-SNHG5并通过调节ZNF281促进高通透性血管生成,这在PMN形成中起重要作用。
淋巴管生成
除了血行传播,淋巴管也可以促进肿瘤传播。在转移前微环境中,淋巴管可以作为肿瘤淋巴传播的初始途径。类似地,PMN中的淋巴管生成受多种细胞和分子成分影响。例如,在头颈癌中,多种ECM大分子、细胞因子和生长因子参与结节转移前微环境(Nodal Premetastatic Niche, NPMN)的形成,形成支持性微环境并促进肿瘤淋巴结转移。
ECM重塑
ECM是PMN的非细胞成分,是一个包含纤维蛋白(如胶原蛋白)、糖蛋白和蛋白聚糖的网络。ECM重塑是PMN形成的关键。近年来,越来越多的研究表明,基质体蛋白参与PMN的建立。例如,遗传失活的血管周围细胞通过增加Klf4基因的表达促进增强的ECM生成,从而建立富含纤连蛋白的PMN。
免疫抑制微环境的生成
身体的免疫系统有效监测肿瘤的发展和进展。因此,通过建立免疫抑制性PMN逃避免疫监视对于肿瘤发展至关重要。免疫抑制微环境的建立是一个多阶段、复杂的过程,涉及多种因子和EVs的分泌以及异常免疫细胞的招募和极化。代表性例子包括通过mett3介导的m6A甲基化招募MDSCs和增加巨噬细胞M2极化,两者都促进卵巢癌(Ovarian Cancer, OC)进展中的免疫抑制微环境。
CAF生物学
癌症中CAFs的生物学特征
成纤维细胞从胚胎间充质细胞分化而来,是嵌入间充质纤维ECM中的静态间充质细胞,参与许多关键生物过程,如伤口愈合和组织修复。在单细胞时代,许多关于癌症中成纤维细胞的研究涌现,发现这种异质性细胞群体与肿瘤发生、进展和转移密切相关。因此,在癌症中或周围发现的所有肿瘤相关和激活的成纤维细胞被称为CAFs。
静态成纤维细胞是惰性的,呈现典型的纺锤形形态,通常在响应伤口愈合时被激活。这种激活涉及关键信号通路,如TGF-β和Wnt信号通路,这些通路驱动成纤维细胞转化为具有修复功能的肌成纤维细胞。肌成纤维细胞分泌多种因子,包括TGF-β家族成员、结缔组织生长因子(Connective Tissue Growth Factor, CTGF)、血小板衍生生长因子(Platelet-Derived Growth Factor, PDGF)、成纤维细胞生长因子(Fibroblast Growth Factor, FGF)和白细胞介素,并合成和重塑ECM(主要是I型和III型胶原、纤连蛋白和透明质酸),以促进肉芽组织形成、伤口收缩和最终疤痕形成。当伤口愈合完成时,这种激活的可逆性可以通过成纤维细胞的重编程和凋亡来介导。肿瘤被认为是“不愈合的伤口”。因此,癌性病变的发展提供了持续的损伤刺激,导致CAFs的持续激活,这部分由CAFs中的表观遗传机制控制。与静止成纤维细胞相比,CAFs在细胞生物学水平上结构更复杂,包括增加的粗面内质网、游离核糖体、高尔基复合体和丰富的应力纤维,这赋予CAFs平面极性。功能上,激活的CAFs获得增强的增殖和迁移特性、进一步的分泌表型、免疫调节功能、特定的ECM合成和重塑能力以及有效的自分泌激活,这进一步放大了CAF激活、招募和增殖。
值得注意的是,在与肿瘤的相互作用方面,CAFs扮演双重角色并表现出功能异质性。尽管许多研究证明了CAFs的强大促肿瘤作用,但也有一些关于CAFs亚群抑制肿瘤的报道发表。在胰腺导管腺癌(Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC)中,FAP+ CAFs促进肿瘤生长,而α-SMA+ CAFs抑制肿瘤生长。值得注意的是,最近的一项研究揭示了干扰素基因刺激剂诱导的干扰素反应性CAFs(ifnCAFs)抑制肿瘤细胞侵袭性并在肿瘤相关中性粒细胞(Tumor-Associated Neutrophils, TANs)中诱导抗肿瘤表型。这些研究表明,靶向整个CAF群体在癌症治疗中可能不是一个好选择。因此,未来需要针对促肿瘤CAF亚群的精确治疗。抗肿瘤CAF亚群的治疗潜力也值得进一步考虑。
CAFs的细胞起源
CAFs是一个异质性和可塑性的群体。CAFs的主要亚群包括肌成纤维细胞样CAFs(myCAFs)、炎症性CAFs(iCAFs)和抗原呈递CAFs(apCAFs),它们表现出 distinct 生物学特征,并 contribute to 癌症进展中的表型多样性和功能异质性。CAFs的异质性可归因于前体细胞的多种起源,这已被大量证据证实。CAFs来源于被多种信号通路激活的各种细胞类型。
正常常驻成纤维细胞是CAFs的主要直接来源之一。在不同肿瘤中,常驻成纤维细胞被不同调节因子(包括TGF-β、肝细胞生长因子(Hepatocyte Growth Factor, HGF)、PDGF和活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS))刺激激活成CAFs。不同亚群的成纤维细胞可以转化为不同类型的CAFs。例如,在乳腺癌小鼠模型中,CD26+ NFs和CD26- NFs分别转化为iCAFs和myCAFs。在一些肿瘤中,星状细胞可能是CAFs的细胞起源。在肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma, HCC)中,癌细胞分泌的外泌体miRNA-21激活肝星状细胞(Hepatic Stellate Cells, HSCs)中的PDK1/AKT信号,将HSCs转化为CAFs。除了来源于组织常驻成纤维细胞,CAFs也主要来源于向肿瘤部位迁移的骨髓来源的间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)。骨髓来源的MSCs转化为CAFs是一个复杂的多步骤过程,涉及EMT和多种细胞因子的刺激。例如,在乳腺癌中,肿瘤来源的骨桥蛋白(Osteopontin, OPN)通过OPN-MZF1-TGF-β1通路诱导微环境中的MSCs表达TGF-β1,进而促进MSCs转化为CAFs。脂肪细胞也是CAFs的细胞来源。胃癌(Gastric Cancer, GC)的研究表明,当脂肪细胞与GC细胞在体外共培养时,它们可以转分化为CAFs,这在癌症微环境发展过程中促进GC恶性进展。此外,还确定了其他几种CAFs的潜在来源。例如,在某些情况下,CAFs来源于通过EMT的上皮细胞和通过内皮-间质转化(Endothelial-Mesenchymal Transition, EndMT)的内皮细胞。还有较少见的CAFs潜在细胞来源,包括周细胞和血管平滑肌细胞,它们 undergo transdifferentiation。此外,单核细胞可以通过巨噬细胞-肌成纤维细胞转化(Macrophage-Myofibroblast Transformation, MMT)形成一种新型CAF亚群。总之,CAFs的确切起源尚未完全阐明。CAF群体是多个细胞亚群的集合,这解释了CAFs的异质性。
CAFs的表型异质性和可塑性
CAF起源的多样性导致CAF群体具有多种复杂的成纤维细胞表型,并在不同癌症类型中具有不同功能。这种高度异质性被认为是CAFs的主要特征之一。单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术的发展极大地帮助了CAF群体的分类。CAFs的表型异质性 evidenced by 不同亚型的激活CAFs选择性表达相应的生物标志物。大量研究表明,成纤维细胞激活蛋白(Fibroblast Activation Protein, FAP)、α-SMA、成纤维细胞特异性蛋白1、血小板衍生生长因子受体(Platelet-Derived Growth Factor Receptor, PDGFR)、小窝蛋白1等可以作为检测CAF群体中激活成纤维细胞的生物标志物。尽管这些非特异性标志物都不是由CAFs单独表达或由所有CAF亚群共同表达,但结合使用,它们可能有助于区分CAF亚群。不同类型的生物标志物和不同的分选方法可以在多种癌症中定义不同亚型的CAFs。在表1中,我们总结了不同CAF亚群的生物标志物。
可塑性是CAFs最重要的特征之一。CAFs的可塑性是指它们根据微环境的要求,通过激活信号级联反应来功能调节其特性的能力。在伤口愈合过程中,静态成纤维细胞激活为肌成纤维细胞,一旦伤口愈合,它们再次变得静止。这种激活的可逆性 strongly supports 成纤维细胞可塑性的概念。不同亚群的CAFs通过特定信号通路相互转换。例如,在乳腺癌中,癌细胞通过DPP4-和YAP-dependent机制驱动解毒相关的iCAFs向免疫抑制性ECM产生的myCAFs转变。这些发现表明,CAF亚群不是终末分化的细胞,具有高度可塑性。此外,转录因子对于成纤维细胞稳态至关重要,可以通过各种信号通路在成纤维细胞向不同亚群转化中起关键调节作用。主转录因子PRRX1通过TGF-β信号协调成纤维细胞向肌成纤维细胞表型的功能漂移,从而增强癌症侵袭和转移。
CAFs在转移前微环境形成中的作用
PMN形成中CAFs的激活
PMN作为肿瘤支持性微环境,在肿瘤发生、进展、转移传播和异位定植中起关键作用。然而,微环境中的大量NFs扮演肿瘤抑制角色。因此,NFs响应各种信号通路重编程为CAFs是PMN形成过程的重要部分。总之,大量研究表明,在预期转移器官中建立PMN对于肿瘤进展极其重要,而CAF激活是PMN形成的关键阶段。如图所示,局部微环境中的TDSFs、EVs和应激源通常在CAF激活中起重要作用。
在CAF生产过程中,TDSFs通过刺激某些不同的信号通路诱导NF激活。在肺癌中,癌细胞产生的乳酸通过促进NUSAP1的核转位和DESMIN的转录激活促进CAFs的激活。DESMIN阳性CAFs通过分泌IL-8招募TAMs,从而创造有利于肿瘤发展的免疫抑制环境。此外,TDSF诱导的肺成纤维细胞(LFs)p38α激酶激活导致I型干扰素信号失活和FAP表达刺激,p38α激酶激活在CAF激活和PMN建立中起关键作用。实际上,CAF激活最常见的机制涉及TGF-β介导的信号通路。乳腺癌细胞分泌的激活素A(Activin A, ActA)是TGF-β超家族成员,被发现通过血液循环系统激活肺PMN中的CAFs,上调促纤维化因子的表达,增强胶原沉积,并创造有利于转移的纤维化微环境。EVs包裹的蛋白质和核酸也可以激活次级部位的成纤维细胞。例如,在CRC模型中,原发性肿瘤细胞通过将富含整合素β样1(Integrin Beta-Like 1, ITGBL1)的EVs释放到血液中,帮助远处转移器官中的常驻成纤维细胞获得CAF表型。激活的CAFs通过分泌促炎细胞因子(如IL-6和IL-8)诱导PMN形成并促进转移性癌症生长。类似地,高转移性CRC细胞释放的富含miR-181a-5p的EVs可以被HSCs摄取。这通过靶向SOCS3和激活IL6/STAT3信号通路可持续激活HSCs,促进结直肠癌肝转移,最终导致肝PMN形成。
局部微环境中的特定物理和化学应激源也促进CAFs的激活。研究表明,基质硬度通过增强YAP转录因子的激活创建促进CAF表型维持的微环境。另一项研究进一步表明,YAP1与TEA结构域转录因子1(TEA Domain Transcription Factor 1, TEAD1)形成蛋白复合物,共同调节成纤维细胞中SRC的转录,随后调节下游肌动蛋白和细胞骨架蛋白,最终导致NFs向CAFs的转化。此外,低氧促进成纤维细胞获得炎症基因表达特征,并与癌细胞来源的细胞因子协同,以HIF1α依赖性方式诱导间充质细胞中
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