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为探究肿瘤浸润髓样细胞(TIMs)在肿瘤微环境(TME)中的作用,研究人员开展相关研究,发现其可作为免疫治疗靶点,有望改善癌症治疗效果。
肿瘤,这个威胁人类健康的 “恶魔”,一直以来都是医学领域重点攻克的难题。在肿瘤的发展过程中,肿瘤微环境(TME)起着至关重要的作用,而肿瘤浸润髓样细胞(TIMs)作为 TME 的重要组成部分,近年来备受关注。然而,TIMs 的表型异质性和功能可塑性,使得人们对其在肿瘤发生、发展中的复杂作用难以完全明晰。目前,针对肿瘤的治疗手段虽多,但 TIMs 的存在常常导致癌症治疗受阻,影响患者的预后和生存。因此,深入研究 TIMs,探寻其在肿瘤中的作用机制,并将其作为潜在的治疗靶点,对提高癌症治疗效果具有重要意义。
为了解开 TIMs 的神秘面纱,来自德国勃兰登堡工业大学、伊朗设拉子医科大学等机构的研究人员开展了一系列研究。他们的研究成果发表在《Cellular Oncology》杂志上,为癌症治疗开辟了新的思路。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。在细胞和分子水平的研究中,运用了单 - 细胞 RNA 测序(scRNA - seq)技术,该技术能够深入分析细胞的基因表达谱,帮助研究人员了解不同细胞亚群的特征和功能;同时还使用了质谱流式细胞技术,其可对细胞进行多参数分析,更精准地研究细胞的表型和功能。此外,研究中还涉及大量的动物实验,通过构建多种小鼠肿瘤模型,如胰腺癌、肺癌、乳腺癌等模型,在体内探究 TIMs 的作用机制和治疗策略的有效性。
研究结果如下:
- TIMs 亚群:
- 肿瘤相关巨噬细胞(TAMs):TAMs 来源多样,具有复杂的功能和表型。传统认为其主要源于造血祖细胞分化,如今发现胚胎巨噬细胞等也可参与形成。其分为 M1 和 M2 两种主要表型,M1 具有促炎和抗肿瘤特性,M2 则促进血管生成和免疫调节,且 M2 型 TAMs 常预示着不良预后。但研究发现 TAMs 不能简单分为 M1 或 M2 型,其功能受 TME 影响,可在不同刺激下发挥促肿瘤或抑肿瘤作用123。
- 肿瘤相关中性粒细胞(TANs):TANs 在肿瘤中的作用存在争议,分为 N1 和 N2 两种亚型,N1 具有抗肿瘤活性,N2 则促进肿瘤生长、血管生成和转移。但 N1/N2 分类在人体肿瘤中尚未完全明确,且 TANs 与多形核髓源抑制细胞(PMN - MDSCs)的关系也有待进一步研究。此外,研究还发现了多种具有特殊功能的中性粒细胞亚群,如抗原呈递中性粒细胞(APNs),其可激活抗肿瘤 T 细胞,对免疫治疗有重要意义456。
- 髓源抑制细胞(MDSCs):MDSCs 是促进肿瘤发生和免疫抑制的重要细胞群体,可分为 PMN - MDSCs 和单核细胞(M - MDSC)两类。在人体中,其表型标记仍存在挑战,且与中性粒细胞的区分也较为困难。高水平的 MDSCs 与多种癌症的不良预后相关789。
- 肿瘤相关树突状细胞(TADCs):TADCs 包括常规树突状细胞(cDCs)和浆细胞样树突状细胞(pDCs)等。cDC1s 在肿瘤免疫中起关键作用,可促进 CD8+效应 T 细胞和 CD4+Th1 细胞的招募;cDC2s 也具有肿瘤抑制功能。然而,在肿瘤微环境中,TADCs 常表现出免疫抑制功能,影响肿瘤免疫反应101112。
- 免疫抑制和免疫耐受机制:TIMs 可通过多种途径抑制免疫反应。例如,巨噬细胞和 MDSCs 高表达诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和精氨酸酶 1(Arg - 1),消耗 L - 精氨酸,抑制 T 细胞的激活和功能;同时,它们还分泌白细胞介素 10(IL - 10)、转化生长因子 β(TGF - β)等细胞因子,促进调节性 T 细胞(Tregs)的招募和扩增,抑制细胞毒性 T 细胞的反应。此外,TEM、TADCs 和 pDCs 等也通过各自的机制发挥免疫抑制作用131415。
- TIMs 与肿瘤血管生成:多种 TIMs 参与肿瘤血管生成过程。M2 巨噬细胞分泌血管内皮生长因子(VEGF)、肿瘤坏死因子 α(TNF - α)等促血管生成因子,促进血管生成;TEMs 表达多种促血管生成因子,在肿瘤内皮细胞分泌的血管生成素 2(ANG - 2)作用下,增强其血管生成活性;TANs 和 MDSCs 则通过上调 VEGF - A、基质金属蛋白酶 9(MMP - 9)等,诱导肿瘤血管生成。此外,不成熟的 DCs 也可促进肿瘤血管生成161718。
- TIMs 与肿瘤转移:TIMs 在肿瘤转移中发挥重要作用。中性粒细胞可通过多种机制促进肿瘤转移,如分泌促转移蛋白、形成中性粒细胞胞外陷阱(NETs)等;MDSCs 可浸润到转移前微环境,促进肿瘤细胞的上皮 - 间质转化(EMT);TAMs 不仅在肿瘤原发部位促进转移,还在转移部位协助肿瘤细胞的存活和增殖;DCs 则通过营造免疫抑制微环境促进肿瘤转移192021。
- TIMs 与癌症治疗策略:基于对 TIMs 的研究,研究人员开发了多种治疗策略。
- 针对 TAMs 的治疗:一方面,通过抑制 TAM 的招募或耗竭 TAMs 来抑制其促癌功能,如阻断 CCL2/CCR2 或 CXCL12/CXCR4 轴,使用巨噬细胞集落刺激因子(M - CSF)抑制剂等;另一方面,通过激活 SIRPα/CD47 等途径,将 TAMs 重编程为具有抗肿瘤活性的细胞2223。
- 针对 TANs 的治疗:主要策略包括阻断 TAN 的招募、重编程 TANs 使其具有抗肿瘤活性、增强其细胞毒性和吞噬活性,以及使用免疫检查点抑制剂等2425。
- 针对 MDSCs 的治疗:通过抑制 MDSCs 的增殖和招募、促进其分化、抑制其功能和代谢,以及直接耗竭 MDSCs 等策略来对抗肿瘤。例如,使用抗集落刺激因子、抗 VEGF/VEGFR 疗法、STAT3 抑制剂等2627。
- 针对 TADCs 的治疗:通过增强 DCs 的功能、向 DCs 递送肿瘤抗原以及使用 DC 疫苗等方法,提高机体对肿瘤的免疫反应。例如,使用 DC 激活佐剂、基因工程改造 DCs 等2829。
研究结论和讨论部分指出,TIMs 在肿瘤微环境中具有复杂的作用,其功能的多样性和动态性给癌症治疗带来了挑战。然而,通过深入了解 TIMs 的作用机制和开发针对性的治疗策略,有望改善癌症患者的预后。未来的研究应进一步明确 TIMs 在肿瘤微环境中的具体作用机制,利用先进技术如单细胞 RNA 测序和空间转录组学等,深入探究其与其他免疫细胞的相互作用,为开发更有效的联合治疗方案提供理论依据。同时,还需关注不同肿瘤类型和患者个体之间的差异,实现个性化治疗,从而提高癌症治疗的整体效果,为癌症患者带来新的希望。