综述:癌症相关血栓形成的机械生物学:从分子机制到治疗创新

《Journal of Nanobiotechnology》:Mechanobiology of cancer-associated thrombosis: from molecular mechanisms to therapeutic innovation

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年04月20日 来源:Journal of Nanobiotechnology 12.6

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  癌症相关凝血病(CAT)的机械生物学机制研究:整合物理力与细胞转导揭示凝血生成新路径,提出PIEZO1通道调控、YAP/TAZ转录抑制及红细胞流变学干预等精准治疗策略,并建立机械表型与机器学习结合的预后模型。

  

摘要

癌症相关血栓形成(Cancer-Associated Thrombosis, CAT)是癌症患者死亡的第二大原因,其中静脉血栓栓塞症占病例的20–30%。虽然传统模型强调了组织因子(Tissue Factor, TF)和炎症细胞因子等生化介质的作用,但它们无法完全解释CAT的空间异质性和治疗抵抗性。本综述提出了一个以机械生物学为中心的框架,该框架将物理力量(包括异常的血流动力学、升高的间质压力和基质硬化)与细胞机械转导相结合,以解释恶性肿瘤中的血栓形成机制。我们研究了肿瘤诱导的机械信号如何激活PIEZO1通道、整合素-焦点粘附信号传导以及YAP/TAZ转录程序,这些过程共同促进了TF的表达、细胞外囊泡的释放、血小板的过度反应性以及中性粒细胞的细胞外陷阱形成。红细胞(Red Blood Cells, RBCs)通过依赖于流变学的机制和磷脂酰丝氨酸介导的途径,在机械生物学过程中发挥了重要作用,但这一点目前尚未得到充分重视。先进的微流控平台能够模拟肿瘤特定的剪切条件,从而在生理相关的流动环境下进行机制解析和化合物筛选。针对上游机械敏感途径的治疗策略(包括PIEZO1调节、YAP/TAZ-TEAD抑制和膜张力控制)有望在保持止血功能的同时减弱促血栓形成的效应。将机械生物学生物标志物与机器学习风险模型相结合,可能会提高CAT的预测准确性,超越现有的临床评分系统。这种多尺度视角将分子机械传感器与组织水平的血流动力学联系起来,为基于个体肿瘤机械表型的精准血栓预防奠定了基础。

图形摘要

此图片的替代文本可能是通过人工智能生成的。

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癌症相关血栓形成(Cancer-Associated Thrombosis, CAT)是癌症患者死亡的第二大原因,其中静脉血栓栓塞症占病例的20–30%。虽然传统模型强调了组织因子(Tissue Factor, TF)和炎症细胞因子等生化介质的作用,但它们无法完全解释CAT的空间异质性和治疗抵抗性。本综述提出了一个以机械生物学为中心的框架,该框架将物理力量(包括异常的血流动力学、升高的间质压力和基质硬化)与细胞机械转导相结合,以解释恶性肿瘤中的血栓形成机制。我们研究了肿瘤诱导的机械信号如何激活PIEZO1通道、整合素-焦点粘附信号传导以及YAP/TAZ转录程序,这些过程共同促进了TF的表达、细胞外囊泡的释放、血小板的过度反应性以及中性粒细胞的细胞外陷阱形成。红细胞(Red Blood Cells, RBCs)通过依赖于流变学的机制和磷脂酰丝氨酸介导的途径,在机械生物学过程中发挥了重要作用,但这一点目前尚未得到充分重视。先进的微流控平台能够模拟肿瘤特定的剪切条件,从而在生理相关的流动环境下进行机制解析和化合物筛选。针对上游机械敏感途径的治疗策略(包括PIEZO1调节、YAP/TAZ-TEAD抑制和膜张力控制)有望在保持止血功能的同时减弱促血栓形成的效应。将机械生物学生物标志物与机器学习风险模型相结合,可能会提高CAT的预测准确性,超越现有的临床评分系统。这种多尺度视角将分子机械传感器与组织水平的血流动力学联系起来,为基于个体肿瘤机械表型的精准血栓预防奠定了基础。

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