综述:上皮细胞抗癌守护者:整合细胞竞争和挤压在早期肿瘤控制中的作用
《Hormones & Cancer》:Epithelial guardians against cancer: integrating cell competition and extrusion in early tumor control
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时间:2025年10月11日
来源:Hormones & Cancer
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本综述系统阐述了上皮防御癌症(Epithelial defense against cancer, EDAC)这一新兴范式,该机制通过细胞竞争和顶端挤压协同作用,在肿瘤发生早期识别并清除癌前细胞。文章详细解析了EDAC的关键分子调控网络(如EPLIN、S1P/S1PR2、LILRB3/MHC-I等)、生物力学信号及其与免疫监视的互作,量化了其清除效率对细胞比例(T:N)的依赖性,并探讨了其在胰腺、结直肠及乳腺等癌症模型中的应用。作者将EDAC定位为癌症预防和治疗的潜力新前沿。
在人体内,上皮组织如同覆盖在器官表面的智能“皮肤”,它们不仅是物理屏障,更拥有一套精密的早期预警和清除系统,用于抵御癌变威胁。这套系统被称为上皮防御癌症(Epithelial defense against cancer, EDAC),它整合了细胞竞争和细胞挤压两个核心过程,是机体在免疫系统介入前消灭潜在癌细胞的关键机制。
上皮组织面临持续的基因毒性压力,但能通过细胞竞争维持稳态。在这一“优胜劣汰”的法则下,正常细胞能识别并清除邻近的、携带致癌突变(如TP53、NOTCH1、KRAS突变)的“不适”细胞,防止其克隆性扩张。这种现象在临床常见的“场癌化”区域尤为显著——即组织学正常的组织中已存在癌相关基因突变,但多数并未进展为癌症,这提示EDAC等监视机制在抑制癌变中扮演了重要角色。
EDAC的分子级联反应始于正常细胞对癌变细胞的识别。当细胞发生转化(如表达RasV12、Src、YAP等癌基因)时,其表面分子会发生变化。例如,转化细胞表面MHC-I分子与正常细胞上的抑制性受体LILRB3相互作用,或分泌信号分子如鞘氨醇-1-磷酸(Sphingosine-1-phosphate, S1P)与邻近细胞的S1PR2受体结合,从而启动清除程序。
识别之后是执行阶段。关键蛋白如Rab5通过促进E-钙黏蛋白(E-cadherin)的内吞来启动挤压过程。而上皮蛋白丢失于肿瘤(Epithelial Protein Lost In Neoplasm, EPLIN)则在周围正常细胞中稳定肌动球蛋白收缩环,这是物理性挤出转化细胞的动力源。此外,由正常细胞分泌的ADAMDEC1(ADAM-like decysin-1)能诱导周围细胞中丝素蛋白(Filamin)和EPLIN的积累,共同促进顶端挤压。
被成功挤出上皮层的转化细胞,由于脱离了细胞外基质的附着,通常会走向一种特殊的程序性死亡——失巢凋亡(Anoikis)。然而,一些“狡猾”的细胞可能通过自噬或积累ANXA2/S100A10复合物等方式抵抗死亡,为日后复发或转移埋下隐患。
EDAC的保护作用高度依赖于挤压的方向。理想的“顶端挤压”将转化细胞推向器官腔道(如肠道内腔、腺体导管),使其暴露于恶劣环境并被清除。然而,在某些情况下,如极性蛋白Scribble或APC(Adenomatous Polyposis Coli)功能丧失、S1PR2表达下调或组织微环境改变时,挤压方向会逆转为“基底挤压”。这使得转化细胞得以侵入下方的基质,反而可能启动侵袭和转移过程,此时EDAC从保护者变成了潜在的“帮凶”。
EDAC的有效性还强烈依赖于转化细胞与正常细胞的比例(T:N)。在体外模型中,当T:N比例较低(如1:100)时,RasV12细胞的顶端挤压效率可达80-90%。但随着转化细胞比例升高(如1:50),清除效率会显著下降至40-60%,这表明维持足够数量的健康邻居对于EDAC功能至关重要。
组织微环境深刻影响着EDAC的效能。慢性炎症是EDAC的主要破坏者之一。在胰腺癌和结直肠癌模型中,炎症介质如环氧合酶-2(Cyclooxygenase-2, COX-2)及其产物前列腺素E2(Prostaglandin E2, PGE2)可抑制顶端挤压,使高达60%的RasV12细胞得以在上皮层内存活。饮食诱导的肥胖相关炎症同样会削弱细胞竞争,促进转化细胞的滞留。此外,生物力学因素,如细胞硬度和细胞间钙波,也参与调节挤压过程的效率。
理解EDAC机制为癌症的早期干预开辟了新途径。EDAC关键分子(如EPLIN、S1PR2、LILRB3)的表达水平可能成为预测癌前病变进展的生物标志物。理论上,通过药物(如COX-2抑制剂、S1PR2激动剂)增强EDAC功能,或可作为一种新型的化学预防策略,在肿瘤形成前清除“害群之马”。然而,挑战在于如何精准地增强保护性的顶端挤压,同时避免诱发有害的基底挤压或“逆向EDAC”(即超级竞争者肿瘤细胞清除正常细胞)。
上皮防御癌症(EDAC)代表了一种古老而精巧的肿瘤抑制机制,它通过细胞社会性的相互作用,在肿瘤发生的最早期阶段主动维持组织纯洁。尽管其在晚期癌症中可能被颠覆甚至利用,但深入揭示其运作原理和调控节点,无疑将为在癌症漫长征程的起点实施“精准拦截”提供革命性的思路和工具。
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