地塞米松通过诱导巨噬细胞复极化促进三阴性乳腺癌侵袭性的机制研究

《Cell Death & Disease》：Dexamethasone drives macrophage repolarization linked to increased triple-negative breast cancer aggressiveness

本刊推荐：为解决糖皮质激素(GCs)在癌症治疗中潜在促肿瘤风险的问题，研究人员开展了地塞米松(DEX)驱动巨噬细胞复极化的主题研究。结果表明DEX可将抗肿瘤M1型巨噬细胞重编程为促肿瘤M2样表型，并通过SAA1/FLT-1信号轴增强三阴性乳腺癌(TNBC)的侵袭转移能力，提示临床联合用药需谨慎评估GCs剂量。

　　

在癌症治疗领域，糖皮质激素（GCs）犹如一把双刃剑。作为高效的抗炎药物，它们常被用于缓解化疗引起的恶心、皮疹等副作用，尤其在三阴性乳腺癌（TNBC）等难治性肿瘤的化疗方案中，地塞米松（DEX）等GCs药物几乎成为标准辅助用药。然而，近年来一些临床观察和基础研究开始投下阴影：这些旨在改善患者生活质量的药物，是否可能在无意中为肿瘤进展打开了方便之门？特别是它们对肿瘤微环境中关键调控者——肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的影响，至今迷雾重重。巨噬细胞通常可分为抗肿瘤的M1型和促肿瘤的M2型，而TAMs往往表现出M2样表型，能够抑制免疫反应、促进血管生成和组织重塑，从而助长肿瘤的侵袭和转移。鉴于巨噬细胞已知对GCs高度敏感，一个紧迫的问题浮出水面：当癌症患者接受DEX辅助化疗时，这些药物是否会“策反”体内的巨噬细胞，使其从抗癌卫士转变为癌细胞的帮凶？

为了揭开这一谜团，来自瑞典卡罗林斯卡学院的Mohamed M. Shamekh、Birgitta Lindqvist和Ivan Nalvarte团队在《Cell Death & Disease》上发表了他们的最新研究。他们发现，DEX能够以一种剂量依赖的方式，将已经分化的抗肿瘤M1型巨噬细胞重编程为促肿瘤的M2样巨噬细胞。这种“叛变”后的巨噬细胞不仅分子标志物发生转变，其分泌的细胞因子谱也更接近于M2型巨噬细胞，能够显著增强TNBC细胞的侵袭能力和增殖速度。在动物模型中，DEX更是削弱了紫杉醇（Paclitaxel）的化疗效果，并促进了肺癌转移。深入的转录组学分析进一步揭示，DEX处理后的巨噬细胞与人类乳腺癌中分离的TAMs具有高度相似的基因表达特征，特别是与侵袭性雌激素受体阴性（ER-）乳腺癌相关的特定TAM特征谱高度重合。这项研究首次系统地揭示了DEX通过驱动巨噬细胞复极化进而促进TNBC进展的细胞分子机制，为临床GCs的合理使用敲响了警钟。

研究人员综合运用了细胞生物学、分子生物学及体内动物模型等多种关键技术方法。在细胞层面，研究采用人单核细胞系THP-1诱导分化的巨噬细胞以及原代人单核来源的巨噬细胞（hMDMs）作为模型，通过定量PCR（qPCR）、蛋白质印迹（Western blot）和细胞因子阵列（cytokine profiling）等技术分析巨噬细胞表型转换。在功能实验中，通过Transwell侵袭实验（Matrigel invasion assay）和细胞增殖检测（如EdU incorporation）评估条件培养基对TNBC细胞（MDA-MB-231, MDA-MB-468）行为的影响。在动物实验中，建立了4T1-Luc2三阴性乳腺癌小鼠原位移植瘤模型，结合活体成像（IVIS）和微型计算机断层扫描（μCT）等技术观察肿瘤生长和肺转移。机制探索方面，进行了批量RNA测序（bulk RNA-seq）和生物信息学分析，并将结果与公共数据库中的乳腺癌TAM转录组数据进行比较。最后，通过药理学抑制剂（SAA1抑制剂SGA360和FLT-1中和抗体Icrucumab）干预关键靶点，验证其在DEX诱导的表型转换中的作用。

研究结果

糖皮质激素是巨噬细胞极化所必需的

研究人员首先探究了生理水平的GCs对巨噬细胞分化和极化的影响。他们将THP-1单核细胞在正常或去除固醇的培养基中诱导分化为M1或M2型巨噬细胞。结果发现，剥夺固醇后，M1标志物（CCR7, PTGS2, IL1B）和M2标志物（CD163, MRC1/CD206）的表达均显著下调。使用高选择性糖皮质激素受体（GR）拮抗剂relacorilant（REL）处理，也呈现剂量依赖性地下调这些标志物。这表明，生理浓度的GCs信号是巨噬细胞正常极化的基础。

地塞米松抑制M1极化并促进M2极化

接下来，研究团队在THP-1细胞向M1巨噬细胞分化过程中加入DEX。结果显示，DEX处理显著下调了M1标志物的mRNA和蛋白（如IL-1β, COX-2/PTGS2）水平，同时上调了M2标志物（CD163, MRC1/CD206）的表达。形态学上，DEX处理的M1巨噬细胞变得更圆、颗粒感减少。这些结果表明，即使在M1极化信号（LPS和IFN-γ）存在的情况下，DEX也能抑制M1表型并促进M2表型。

地塞米松可复极化完全分化的M1巨噬细胞

研究进一步探索了DEX对不同极化阶段巨噬细胞的影响。令人惊讶的是，即使对已经完全极化的M1巨噬细胞进行短期（2天）DEX处理，也能剂量依赖性地降低M1标志物表达，并升高M2标志物表达。这意味着完全分化的M1巨噬细胞仍然具有可塑性，能够被DEX“复极化”为M2样状态。这一现象在非白血病来源的原代人单核衍生巨噬细胞（hMDMs）中也得到了验证，说明DEX的复极化作用具有普适性。

DEX处理的M1巨噬细胞具有类似M2的分泌谱

巨噬细胞的功能很大程度上取决于其分泌的因子。通过细胞因子阵列分析，研究人员发现，DEX处理的M1巨噬细胞（M1 DEX）培养基中，典型的M1相关促炎因子（如IL-1β, IL-6, TNF-α）分泌减少，而某些M2相关因子（如FLT-1, IL-10）的分泌增加。更重要的是，将TNBC细胞系（MDA-MB-231, MDA-MB-468）置于M1 DEX的条件培养基中培养后，其侵袭和增殖能力均显著增强，效果与M2巨噬细胞的条件培养基相似。这种促癌效应可被GR拮抗剂REL部分逆转，说明其依赖于GR信号通路。

地塞米松增加4T1原位模型肿瘤大小和肺转移

在动物水平，研究团队利用4T1-Luc2 TNBC原位移植小鼠模型，模拟临床联合用药场景。结果显示，虽然紫杉醇（PXL）单药能有效抑制肿瘤生长，但DEX与PXL联用则完全抵消了PXL的抑瘤效果。对肿瘤组织的免疫组化分析发现，DEX处理组肿瘤中M2样巨噬细胞（CD163+）的数量显著增加，导致CD163+与COX-2+（M1样）巨噬细胞的比值升高。通过活体成像和μCT扫描评估肺转移，发现PXL+DEX联合治疗组小鼠的肺转移负荷远高于其他各组。体外实验表明，DEX本身不直接促进4T1细胞增殖，但其处理的M1巨噬细胞条件培养基却能显著刺激4T1细胞增殖，此效应也可被REL抑制。这提示DEX在体内的促肿瘤效应很可能是通过巨噬细胞介导的。

转录组分析揭示DEX处理巨噬细胞与人类乳腺癌TAMs的高度相似性

为了深入理解DEX诱导的表型转变的分子基础，研究人员对DEX处理不同阶段的巨噬细胞进行了RNA测序。分析发现，DEX处理的M1巨噬细胞（M1_8D）与M2巨噬细胞（M2_8E）有2491个差异表达基因（DEGs）是共同调控的，这些基因富集在NF-κB、IL-17、TNF信号通路以及巨噬细胞分化、伤口愈合、血管生成等典型M2相关通路。更关键的是，将DEX处理巨噬细胞的转录组数据与已发表的人类乳腺癌TAM（BrTAM）数据进行比较，发现了惊人的重叠：有618个DEGs与BrTAM重叠，其中329个也与M2巨噬细胞共享。尤其值得注意的是，这些重叠基因中有18个（占48.6%）属于一个与侵袭性ER-乳腺癌相关的37基因TAM特征谱（TAMsig）。即使是对完全极化的M1巨噬细胞进行短期DEX处理（M1_10D），其转录组也显示出与BrTAM和TAMsig的显著相似性。这表明DEX能够在转录水平上将巨噬细胞重编程为类似于人类乳腺癌中存在的促肿瘤TAMs的状态。

靶向SAA1和FLT-1可抑制DEX介导的M1向M2转变

基于分泌组和转录组数据，研究人员筛选出两个在DEX处理后显著上调的候选基因：血清淀粉样蛋白A1（SAA1）和fms相关酪氨酸激酶1（FLT-1/VEGFR-1）。功能挽救实验表明，在DEX存在下，使用SAA1抑制剂SGA360或FLT-1中和抗体Icrucumab处理巨噬细胞，能够逆转DEX的效应：使M1标志物表达回升，M2标志物表达下降。这说明SAA1和FLT-1是DEX驱动巨噬细胞M2样复极化过程中的关键介质。

研究结论与意义

本研究系统地阐明了临床常用糖皮质激素DEX如何通过作用于巨噬细胞，重塑肿瘤微环境，进而促进TNBC进展的新机制。其主要结论是：DEX能够克服M1极化信号，诱导巨噬细胞（包括已完全极化的M1型）向M2样表型复极化；这些DEX“教育”后的巨噬细胞通过分泌特定的细胞因子（如SAA1, FLT-1等），增强TNBC细胞的侵袭和增殖能力；在动物模型中，DEX联合化疗（紫杉醇）会削弱化疗疗效，并促进肿瘤转移；转录组学证据强烈提示DEX诱导的巨噬细胞状态与人类侵袭性乳腺癌中的TAMs高度相似。

这项研究的发现具有重要的临床意义。它首次揭示了GCs辅助用药在TNBC治疗中一个此前被忽视的潜在风险——即通过调控巨噬细胞促进肿瘤恶性进展。这提示临床医生，在为乳腺癌患者（尤其是TNBC患者）制定包含GCs（如DEX）的化疗方案时，需要更加审慎地权衡其利弊，特别是GCs的剂量和使用时机。对于必须使用GCs的患者，本研究暗示靶向SAA1或FLT-1等关键介质或许能成为减轻其促肿瘤副作用的潜在策略。总之，该研究不仅深化了对GCs免疫调节功能复杂性的理解，也为肿瘤治疗中免疫微环境的调控提供了新的视角和潜在的干预靶点，呼吁对GCs在非血液系统肿瘤中的广泛使用进行重新评估。