综述:中性粒细胞胞外诱捕网驱动癌细胞上皮-间质转化的作用

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  本综述系统阐述中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)通过激活多条信号通路(包括Notch、TGF-β、NF-κB等)诱导上皮-间质转化(EMT)的机制,揭示NETs作为炎症与癌症的交叉点,通过促进EMT程序增强肿瘤细胞迁移、侵袭和转移能力的重要作用,为靶向NETs的抗癌治疗提供理论依据。

  
引言
中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)是活化的中性粒细胞释放的丝状结构,由双链DNA、组蛋白及多种蛋白酶(如髓过氧化物酶MPO、中性粒细胞弹性蛋白酶NE、基质金属蛋白酶9 MMP-9等)组成。NETs不仅存在于癌症患者的肿瘤组织和血液中,还能直接或间接调节癌细胞功能。近年研究发现NETs能通过不同信号通路驱动肿瘤生长和转移扩散,其中诱导上皮-间质转化(EMT)的作用尤为突出。
NETs驱动肿瘤生长
NETs通过蛋白酶介导的细胞外基质(ECM)重塑促进癌细胞增殖。NET衍生的NE和MMP-9降解层粘连蛋白,暴露与整合素α3β1结合的抗原表位,激活下游信号通路。NETs的DNA组分通过CCDC25受体激活整合素链接激酶(ILK)-β-PARVIN-RAC1-CDC42级联反应,增强乳腺癌细胞运动、侵袭和增殖能力。在弥漫大B细胞淋巴瘤中,NETs通过TLR9受体激活NFkB、STAT3和p38通路促进增殖。NETs中的高迁移率族蛋白B1(HMGB1)通过与RAGE和TLR9相互作用,分别在胶质母细胞瘤和结直肠癌细胞中激活MAP激酶通路促进增殖。动物实验证实,PAD4敲除(无法形成NETs)小鼠的肿瘤生长和肝转移显著减少。
NETs驱动转移扩散
NETs最初被认为通过机械捕获循环肿瘤细胞促进远处转移。在脓毒症动物模型中,肝血窦内NET沉积增加了肝微转移灶数量。后续研究发现癌细胞与NETs的结合涉及NET-DNA与CCDC25受体的相互作用,或NET相关纤连蛋白与癌细胞β1整合素的结合。手术应激通过NET形成促进结直肠癌肝转移,NET衍生的HMGB1与TLR9结合激活MAP激酶通路。手术应激还导致肺微血管NET沉积和血小板活化,形成血小板-肿瘤细胞聚集体,促进癌细胞在肺组织滞留。NETs还增强乳腺癌细胞侵袭能力,DNase I处理可显著减少小鼠肺转移形成。
NETs驱动上皮-间质转化
上皮-间质转化(EMT)是上皮细胞失去极性获得间质表型的可逆过程,由Zeb家族、Snail、Slug和Twist 1等转录因子(EMT-TFs)调控,导致E-钙黏蛋白下调、波形蛋白和N-钙黏蛋白上调。多种信号通路包括WNT、Hedgehog、NOTCH、TGFβ、酪氨酸激酶受体和细胞因子受体通路可激活EMT。
研究表明NETs能在不同正常和恶性细胞中诱导EMT:
  • 内皮细胞暴露于NETs导致VE-钙黏蛋白快速丢失,细胞连接解体,β连环蛋白核转位上调Snail1
  • MCF-7乳腺癌细胞经NET处理出现形态学改变,Snai 1、Snai 2和Zeb 1基因转录增强,E-钙黏蛋白减少,纤连蛋白和β连环蛋白增加,干细胞标志物CD24/CD44比例改变
  • A549肺癌细胞在NETs作用下αSMA上调、E-钙黏蛋白下调,SARS-CoV2感染环境下NETs与肺泡巨噬细胞协同诱导EMT
  • 胃癌细胞暴露于NETs后E-钙黏蛋白下调、波形蛋白上调,迁移能力增强,DNase I和PAD4抑制剂可阻断此效应
  • 结肠癌细胞DLD1和SW480经NET处理出现细胞形态和肌动蛋白细胞骨架改变,波形蛋白、纤连蛋白、Zeb 1和Slug上调,EPCAM和E-钙黏蛋白下调
  • 胃癌术后腹腔感染患者NETs水平升高,其中性粒细胞与癌细胞共培养诱导TGFβ依赖的EMT表型
  • 非小细胞肺癌中NETs通过下调长链非编码RNA MIR503HG激活NF-κB通路(p50、p65磷酸化增加),促进NLRP3炎症小体激活
  • 癌基因驱动肺癌细胞通过α5β1整合素和CCDC25受体粘附NETs,激活Notch 1信号诱导EMT
  • 胰腺导管腺癌中NETs通过CCDC25-ITGB1-ILK信号轴上调Snai 1、Snai 2和Zeb 1表达
结论
NETs通过中性粒细胞弹性酶和DNA骨架依赖的机制诱导EMT,此过程可被弹性酶抑制剂和DNase I阻断。NETs激活的EMT相关信号通路包括β连环蛋白、细胞因子、TGFβ、NF-κB、Notch 1和ITGB1-ILK轴,这些通路可能独立或协同作用。NETs组成的异质性(受诱导因素和疾病状态影响)导致其诱导EMT的能力存在差异。蛋白质组学研究显示NETs包含2364种蛋白质,除经典标志物外,还富含钙锌结合蛋白、钙保护蛋白和RNA结合蛋白。
肿瘤微环境中,癌症相关成纤维细胞(CAFs)和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)通过分泌TGFβ等因子与NETs协同诱导EMT。NETs通过诱导EMT增强癌细胞迁移、侵袭和转移能力,同时增加肿瘤异质性和治疗抵抗。间质表型癌细胞通过Zeb 1介导的miR-200抑制上调PD-L1导致T细胞耗竭,并通过分泌因子招募髓源性抑制细胞(MDSC)实现免疫逃避。
靶向NETs的形成(PAD4或中性粒细胞弹性酶抑制剂)、破坏NET结构(DNase I)或阻断特定信号通路,可能成为预防转移和提高治疗响应的新策略。理解NETs与癌细胞、基质细胞和免疫细胞相互作用的复杂网络,将为抗癌治疗提供新靶点。
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