凋亡细胞通过激活凝血通路促进循环肿瘤细胞存活和肺转移的机制研究

本研究揭示了凋亡细胞(apoptotic cells)通过外翻磷脂酰丝氨酸(PS)激活组织因子(TF)介导的凝血级联反应，招募血小板形成保护性栓子，显著增强循环肿瘤细胞(CTC)在肺血管中的存活和转移能力。该发现为理解肿瘤转移微环境提供了新视角，并为抗凝治疗预防转移提供了理论依据。

　　

在癌症治疗中，诱导肿瘤细胞凋亡(apoptosis)是大多数疗法的核心目标。然而临床观察发现，高水平的凋亡细胞往往与患者不良预后相关，这一矛盾现象背后的机制尚未阐明。尤其令人困惑的是，循环肿瘤细胞(CTC)在血液中面临巨大生存压力，99%的CTC会在转移过程中死亡，但那些含有凋亡标志物的CTC却与转移进展显著相关。这提示凋亡细胞可能在转移过程中发挥着意想不到的促生存作用。

华盛顿大学(University of Washington)的研究团队在《Communications Biology》发表的研究，首次系统揭示了凋亡细胞通过独特的分子机制促进CTC存活和转移的全过程。研究人员发现，凋亡细胞通过外翻磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine, PS)激活组织因子(tissue factor, TF)的促凝活性，触发血小板聚集形成保护性栓子，为CTC创造了有利的转移前微环境。这一发现不仅解释了临床观察到的现象，还为抗转移治疗提供了新的干预靶点。

研究采用了多种关键技术方法：1) 可诱导凋亡系统(acCasp8/acCasp9)精确控制细胞死亡方式；2) 静脉注射转移模型结合qPCR定量分析CTC存活动力学；3) 组织因子敲除和过表达细胞系构建；4) 体外血浆凝固实验和TF活性检测；5) 荧光显微成像定量分析血小板聚集。研究使用乳腺癌(MeT-1, 4T1)和黑色素瘤(B16-F10)细胞系，在免疫健全小鼠模型中验证发现。

Circulating apoptotic cells increase lung metastasis in I.V. metastasis models
通过静脉转移模型发现，与凋亡细胞共注射的肿瘤细胞肺转移结节数量增加3-20倍，而坏死细胞无此效应。使用可诱导凋亡系统证实，这一现象是凋亡特异性而非细胞裂解导致。值得注意的是，凋亡的成纤维细胞比凋亡肿瘤细胞的促转移效应更强，提示该机制具有普遍性。

Apoptotic cells provide a survival advantage to circulating tumor cells
qPCR分析显示，凋亡细胞使CTC在肺中的存活率在6小时和24小时分别提高4倍和50倍。流式细胞术证实这源于CTC存活率增加而非吞噬减少。空间分析表明，凋亡细胞必须与CTC物理接近才能发挥促生存作用，分别注入对侧静脉则效应消失。

Apoptotic cells promote platelet aggregation on tumor cells
荧光显微成像显示，凋亡细胞显著增加肺血管中血小板栓子的数量和大小。特别值得注意的是，同时包含凋亡细胞和CTC的栓子体积最大。抗凝剂低分子量肝素(LMWH)处理可消除凋亡细胞的促转移效应，证实凝血系统的关键作用。

Apoptotic cells have enhanced procoagulant activity
体外血浆凝固实验表明，凋亡细胞诱导纤维蛋白凝块形成的速度显著快于活细胞。组织因子(TF)表达水平与促凝活性直接相关，TF敲除完全消除凋亡细胞的促凝优势。特别重要的是，只有凋亡细胞能通过PS外翻激活TF，而坏死细胞虽也有促凝活性却不能促进转移。

Phosphatidylserine exposure promotes the coagulant activity of apoptotic cells
使用Annexin V阻断PS或构建不能外翻PS的Flip^mut细胞系证实，PS暴露是TF解密(decryption)和最大促凝活性所必需的。体内实验显示，PS阻断可显著减弱凋亡细胞的促转移作用，但保留部分PS非依赖性促凝活性。

TF expression is required for apoptotic cells to promote clotting in vivo and enhance metastasis
TF过表达使凋亡MeT-1细胞的促转移能力达到与凋亡成纤维细胞相当的水平，而TF敲除则削弱凋亡成纤维细胞的效应。显微成像显示，高TF表达的凋亡细胞能显著增加CTC在血小板栓子中的捕获率，这种空间共定位是促转移效应的结构基础。

这项研究建立了凋亡细胞→PS外翻→TF激活→血小板聚集→CTC存活的完整分子通路，揭示了凋亡细胞作为转移微环境关键组分的全新角色。特别值得注意的是，凋亡细胞的促转移效应不依赖于其细胞来源(肿瘤或基质)或凋亡诱导方式，而完全取决于其促凝活性。这解释了为何临床上化疗后虽然肿瘤细胞大量凋亡，却可能因促进CTC存活而增加转移风险的现象。

研究提出了若干潜在干预策略：靶向凋亡细胞PS的阻断剂、TF抑制剂或在化疗期间合理使用抗凝剂。这些发现不仅深化了对转移机制的理解，还为临床预防转移提供了新思路——在诱导肿瘤细胞凋亡的同时，需要阻断凋亡细胞产生的促转移微环境。该研究为开发"抗凋亡副作用"的治疗策略奠定了理论基础，对改善癌症患者预后具有重要意义。