综述:星形胶质细胞参与脑转移的生物学机制与治疗策略

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Cancer and Metastasis Reviews 7.7

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  这篇综述深入探讨了星形胶质细胞(Astrocytes)在脑转移(BrMs)中的双重作用,从血脑屏障(BBB)调控、肿瘤微环境重塑到免疫代谢重编程。文章系统梳理了星形胶质细胞通过间隙连接(GJ)、STAT3/c-MET等通路促进肿瘤侵袭和化疗抵抗的机制,并展望了靶向治疗(如Macitentan、STAT3抑制剂)的临床潜力,为改善脑转移患者预后提供了新思路。

  

星形胶质细胞在脑转移中的核心作用

脑转移(BrMs)是成人最常见的颅内肿瘤,预后极差,5年生存率不足2%。近年研究发现,星形胶质细胞作为中枢神经系统主要胶质细胞,通过动态调控微环境成为脑转移的关键推手。

血脑屏障的破坏与肿瘤细胞侵袭

星形胶质细胞通过分泌血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属蛋白酶(MMP-9)等因子降解紧密连接蛋白,增加血脑屏障通透性。例如,肿瘤外泌体携带的miR-181c通过靶向PDPK1破坏星形胶质细胞骨架,而CEMIP蛋白诱导内皮细胞分支,共同为肿瘤细胞开辟入侵通道。

肿瘤-星形胶质细胞双向通讯

通过间隙连接(Cx43/PCDH7介导),星形胶质细胞与肿瘤细胞形成直接分子交换:钙离子(Ca2+)转移抑制肿瘤DNA损伤反应,而cGAMP传递激活STING通路,促发IL-6/IL-8分泌,增强化疗抵抗。STAT3+反应性星形胶质细胞亚群通过分泌几丁质酶3样蛋白(CHI3L1)显著提升肿瘤侵袭性,动物模型中STAT3敲除可使转移灶减少70%。

免疫微环境的重塑

星形胶质细胞通过pSTAT3-TIMP1信号诱导CD8+T细胞耗竭,同时通过Cdk5抑制肿瘤MHC-I表达,形成免疫豁免区。有趣的是,慢性IFN-β信号会招募髓系抑制细胞(MDSCs),揭示干扰素信号在脑转移中的双刃剑效应。

代谢耦合与能量劫持

肿瘤细胞分泌miR-199b-5p破坏神经元-星形胶质细胞谷氨酸-谷氨酰胺循环,导致微环境中乳酸堆积。星形胶质细胞分泌的多不饱和脂肪酸(PUFAs)通过激活PPARγ通路,为肿瘤提供脂质能量来源,形成"代谢共生"。

治疗策略的创新突破

临床前研究显示:

  • 内皮素受体拮抗剂Macitentan联合紫杉醇可使转移灶缩小50%

  • 靶向PCDH7的siRNA纳米颗粒(T-M/siRNA)破坏肿瘤-星形胶质细胞连接

  • γ-分泌酶抑制剂Compound E通过阻断Notch信号抑制肿瘤干细胞扩增

    目前STAT3抑制剂Silibinin的II期临床试验(NCT05689619)正在评估其对脑转移复发的预防效果。

未来挑战与方向

星形胶质细胞异质性(如Jagged1+、PDGFRβ+亚群)为精准治疗带来机遇。单细胞测序与空间多组学将有助于解析促转移亚群的特异性标记,而血脑屏障穿透型纳米载体(如D型环肽修饰微粒)有望实现病灶靶向递药。

该研究领域仍需解决星形胶质细胞表型转换的时空调控机制,以及如何平衡其神经保护功能与促瘤作用的治疗矛盾。通过整合微环境靶向策略与免疫治疗,或可突破当前脑转移的治疗瓶颈。

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