黄芪甲苷IV在肝细胞癌中的作用:重编程巨噬细胞以重塑肿瘤微环境

《Frontiers in Pharmacology》:Astragaloside IV in hepatocellular carcinoma: repolarizing macrophages to reprogram the tumor microenvironment

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月25日 来源:Frontiers in Pharmacology 5.4

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  摘要专业翻译 免疫抑制性肿瘤微环境(TME)的建立是肝细胞癌(HCC)常规治疗失败及免疫治疗耐药的核心机制。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)作为该微环境中最丰富的免疫细胞群体,通过向M2表型极化,在建立免疫抑制、促进血管生成及驱动治疗耐药中发挥关键作用。黄芪甲苷I

  
摘要专业翻译 免疫抑制性肿瘤微环境(TME)的建立是肝细胞癌(HCC)常规治疗失败及免疫治疗耐药的核心机制。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)作为该微环境中最丰富的免疫细胞群体,通过向M2表型极化,在建立免疫抑制、促进血管生成及驱动治疗耐药中发挥关键作用。黄芪甲苷IV(AS-IV)是传统中药黄芪的主要生物活性成分,近年来因其显著的免疫调节特性而受到关注。本综述系统总结了AS-IV调控M2巨噬细胞极化的多维度机制研究进展。在信号通路层面,AS-IV通过抑制信号转导与转录激活因子3/6(STAT3/STAT6)磷酸化,并调节磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(PI3K/Akt/mTOR)及AMP活化蛋白激酶(AMPK)信号级联,瓦解巨噬细胞极化的分子基础。在代谢层面,AS-IV影响巨噬细胞的代谢重编程,从而改变其功能表型。在表观遗传层面,AS-IV可能干扰组蛋白修饰等过程,从而削弱M2极化的“记忆”。这种多层次调控促进TAMs从促肿瘤的M2表型向抗肿瘤的M1样表型重编程,进而系统性重塑HCC免疫微环境——恢复效应T细胞功能、减少免疫抑制性细胞浸润、抑制血管生成并改善纤维化屏障。本综述旨在为理解AS-IV的免疫调节机制提供系统性框架,并为基于天然产物的HCC新型免疫治疗策略的开发奠定理论基础。

论文主体内容总结

1 引言
肝细胞癌(HCC)是全球范围内发病率与死亡率均较高的恶性肿瘤,每年约导致80万例死亡,居全球癌症相关死亡原因第三位。尽管近十年HCC治疗策略取得显著进展,包括手术技术改进、局部消融手段优化以及以免疫检查点抑制剂(ICIs)为代表的系统治疗的出现,但患者总体预后仍不理想,5年生存率约为18%。治疗困境的核心在于HCC的高度异质性和复杂生物学特性,尤其是其建立的深度免疫抑制微环境。HCC肿瘤微环境(TME)由多种细胞类型和可溶性介质构成,其中肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是最丰富的肿瘤浸润免疫细胞群体,约占免疫浸润总数的30%–50%,在调控肿瘤免疫应答中发挥关键的双重调节作用。在TME的持续塑造下,巨噬细胞主要向M2表型极化,这些M2型TAMs不仅丧失抗肿瘤功能,还通过分泌白细胞介素-10(IL-10)和转化生长因子-β(TGF-β)等免疫抑制因子、表达程序性死亡配体-1(PD-L1)等免疫检查点分子以及通过代谢重编程耗竭微环境中的精氨酸,主动建立并维持免疫抑制状态。大量临床研究证实,M2型巨噬细胞高密度浸润与HCC患者不良预后、早期复发风险增加及总生存期缩短显著相关。然而,靶向TAM策略的临床转化面临重大挑战,传统方法如巨噬细胞清除或阻断其募集往往疗效有限且可能损害生理性巨噬细胞功能。因此,开发能够精确重编程TAM极化状态——驱动其从促肿瘤的M2表型向抗肿瘤的M1样表型转变——的策略已成为近年肿瘤免疫治疗研究的前沿方向。黄芪甲苷IV(AS-IV)是从黄芪干燥根中提取的主要生物活性成分之一,属于环阿屯烷型四环三萜皂苷。以往药理学研究主要关注其抗炎、抗氧化、心脏保护及对肿瘤细胞的直接抗增殖作用。然而,随着免疫代谢和肿瘤免疫学研究的进展,越来越多的证据揭示AS-IV具有显著的免疫调节功能,尤其是在精确调控巨噬细胞极化过程中的独特潜力。尽管AS-IV具有良好的免疫调节特性,其临床转化受到药代动力学特征欠佳的制约。口服给药后,AS-IV系统生物利用度较低(大鼠约7.4%),主要归因于水溶性差和肠道通透性有限。此外,其向肝组织的分布虽可检测,但未经剂量递增或制剂优化可能难以达到治疗有效浓度。
2 HCC免疫微环境中M2型巨噬细胞的生物学特征与功能
2.1 极化驱动因素与异质性
HCC微环境通过分泌多种趋化因子和细胞因子驱动单核细胞募集至肿瘤部位并随后向M2表型极化,形成复杂的信号网络。其中,趋化因子C-C基序配体2(CCL2)及其受体C-C趋化因子受体2(CCR2)在单核细胞募集中发挥核心作用。此外,CXCL12(基质细胞衍生因子-1α)也通过其受体C-X-C趋化因子受体4(CXCR4)参与此过程。进入TME后,单核细胞在特定细胞因子的持续刺激下发生极化。驱动M2极化的关键细胞因子包括集落刺激因子-1(CSF-1)、白细胞介素-4(IL-4)、IL-10和白细胞介素-13(IL-13)。CSF-1不仅促进单核细胞存活和增殖,还通过激活下游信号通路如磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)诱导M2相关基因表达。IL-4和IL-13是经典的M2极化诱导剂,通过激活Janus激酶1/信号转导与转录激活因子6(JAK1/STAT6)信号轴上调精氨酸酶-1(Arg1)和甘露糖受体等M2标志物的表达。IL-10则通过激活STAT3通路诱导巨噬细胞产生更多IL-10,形成自我强化的免疫抑制回路。近年来,单细胞RNA测序技术的应用极大推进了对TAM异质性的认识。研究显示,HCC中的TAMs并非均一的M2群体,而是涵盖多个功能亚群的连续谱系,包括TREM2+脂质相关巨噬细胞、SPP1+巨噬细胞和CXCL10+巨噬细胞等。
2.2 巨噬细胞微环境的HCC特异性特征
肝脏微环境赋予HCC相关巨噬细胞若干区别于其他恶性肿瘤的独特特征。首先,多数HCC发生于慢性肝炎、纤维化和肝硬化背景之上。活化的肝星状细胞(HSCs)分泌大量TGF-β、IL-6和细胞外基质(ECM)蛋白,促进并维持M2样TAM极化。纤维化肝脏在肿瘤发生前即已建立预先存在的免疫抑制生态位,且HSCs和纤维化基质持续补充M2极化信号,因此仅靶向TAM的策略可能不足,AS-IV的最大疗效可能需要同时靶向HSC活化和纤维化基质重塑。其次,HCC患者常存在肠道菌群失调、肠道通透性增加和门静脉脂多糖(LPS)水平升高。肝脏通过门脉循环独特地暴露于肠道来源的微生物产物,LPS通过肝巨噬细胞中的TLR4/NF-κB信号驱动一种强化M2样表型的独特活化状态。AS-IV能否降低门静脉LPS水平从而抑制TLR4驱动的巨噬细胞极化是重要的未来研究方向。第三,胆汁酸在慢性肝病和HCC中失调,不仅作为去垢剂还通过FXR和TGR5作为信号分子。TGR5在巨噬细胞上表达,其被胆汁酸激活可抑制促炎细胞因子产生同时促进M2样组织保护表型。AS-IV是否调节胆汁酸组成或直接干扰TAM中的TGR5/FXR信号尚未被研究。第四,肝脏巨噬细胞区室具有双重发育起源:肝脏驻留的Kupffer细胞(KCs)起源于卵黄囊前体,具有放射抗性、自我更新能力并高表达CD163和TIM-4;而通过CCL2/CCR2信号募集的单核细胞来源TAMs(Mo-TAMs)倾向于表达CCR2、CD11b和更高水平的PD-L1。功能上,Mo-TAMs通常被认为是更具免疫抑制性和促肿瘤性的亚群。AS-IV是否差异调节这两种细胞群目前尚不清楚,这一区分具有直接治疗相关性。
2.3 核心免疫抑制机制的多维度性
M2型TAMs通过直接抑制、代谢干扰和物理屏障等多维度协同机制建立并维持肿瘤免疫抑制微环境。在直接抑制机制方面,其分泌的高水平IL-10可抑制树突状细胞(DCs)成熟和抗原呈递功能,下调主要组织相容性复合体II类(MHC-II)分子和共刺激分子表达,损害T细胞活化。TGF-β不仅抑制CD8+ T细胞和自然杀伤(NK)细胞的增殖和细胞毒性,还是初始CD4+ T细胞向调节性T细胞(Tregs)分化的关键驱动因素。M2型TAMs表面高表达PD-L1,与T细胞上的PD-1结合后传递抑制信号,导致T细胞增殖停滞、效应功能减弱,最终耗竭或凋亡。此外,B7-H4(VTCN1)等共抑制分子也在M2型巨噬细胞上表达。在代谢干扰机制方面,M2型巨噬细胞高表达的Arg1将微环境中的L-精氨酸水解为鸟氨酸和尿素,精氨酸耗竭直接导致T细胞受体ζ链下调,使T细胞停滞于G0-G1期。M2型巨噬细胞的糖酵解活性产生大量乳酸,导致TME酸化(pH值可低至6.0–6.5),抑制T细胞和NK细胞的细胞毒性及细胞因子产生,损害DCs的抗原加工和呈递能力。在物理屏障方面,M2型TAMs与癌症相关成纤维细胞(CAFs)密切相互作用:CAFs分泌CCL2和CSF-1等因子募集并极化巨噬细胞,而巨噬细胞通过分泌血小板衍生生长因子(PDGF)等因子激活CAFs,促进ECM沉积和纤维化,形成阻碍细胞毒性T细胞浸润的物理屏障。
2.4 促进肿瘤进展的协同效应
M2型TAMs的促肿瘤功能远超免疫抑制范畴。在血管生成和淋巴管生成方面,M2型TAMs分泌血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子-2(FGF-2)、PDGF和TGF-β等多种促血管生成因子,直接刺激内皮细胞增殖、迁移和管腔形成;同时分泌基质金属蛋白酶(如MMP-2和MMP-9)降解血管基底膜。在侵袭和转移方面,M2型巨噬细胞通过分泌表皮生长因子(EGF)等促分裂原直接促进肿瘤细胞增殖,并通过分泌TGF-β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)等细胞因子及蛋白酶诱导肿瘤细胞发生上皮-间质转化(EMT)。在癌症干细胞(CSCs)生态位维持方面,M2型TAMs分泌的IL-6可激活CSCs中的STAT3信号通路,并通过分泌前列腺素E2(PGE2)和一氧化氮(NO)等介质影响CSC代谢和耐药性。在治疗耐药方面,M2型TAMs与化疗、放疗和免疫检查点抑制剂(ICI)治疗等多种形式的治疗耐药相关,不仅通过PD-L1等分子直接抑制T细胞,还通过募集Tregs和髓源性抑制细胞(MDSCs)建立补偿性免疫抑制网络。
2.5 分子调控网络的复杂性
M2表型的获得和维持依赖于信号转导、代谢重编程和表观遗传修饰等多层面的精确调控。在核心信号通路方面,JAK/STAT通路是响应胞外信号并启动M2基因转录的核心通路:IL-4/IL-13通过受体激活JAK1/JAK3,进而磷酸化STAT6,磷酸化STAT6形成二聚体转位至细胞核并结合M2相关基因(如Arg1、Retnla和Mrc1)的启动子区域;IL-10和CSF-1主要通过激活STAT3发挥极化效应。PI3K/Akt/mTOR通路整合生长因子、细胞因子和营养信号,是细胞生长、存活和代谢的核心调节器,其中mTORC1是蛋白质合成和代谢重编程的主要驱动因素。AMPK是细胞能量传感器,其激活可能通过抑制mTORC1或调节线粒体功能间接影响M2极化。在代谢重编程方面,M1巨噬细胞主要依赖糖酵解快速产生ATP,而M2巨噬细胞以增强的氧化磷酸化(OXPHOS)和脂肪酸氧化(FAO)为代谢特征,此过程受过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)及其共激活因子过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(PGC-1α)调控。在表观遗传调控方面,组蛋白修饰为巨噬细胞极化提供“记忆”,M2相关基因位点常伴随H3K4me3和H3K27ac等活化性组蛋白标记的增加以及H3K27me3等抑制性标记的减少。值得注意的是,代谢-表观遗传耦联对M2表型的持续维持至关重要:α-酮戊二酸(α-KG)作为TET DNA去甲基化酶和JmjC结构域组蛋白去甲基化酶的必需辅底物,而M2代谢特征——以FAO和谷氨酰胺利用升高为标志——驱动乙酰辅酶A和S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的细胞内积累,分别 fueling 组蛋白乙酰转移酶(HATs)和组蛋白/DNA甲基转移酶,在M2标志物基因位点强化开放的染色质构象并维持其跨细胞分裂的转录能力。
3 AS-IV的分子特征与药理活性
3.1 化学结构与药代动力学特征
AS-IV是一种从黄芪干燥根中提取分离的环阿屯烷型四环三萜皂苷,化学名为3-O-β-D-吡喃木糖基-6-O-β-D-吡喃葡萄糖基环黄芪醇,分子式为C41H68O14,分子量为784.97。其化学结构包含疏水性环阿屯烷三萜苷元和两个通过糖苷键连接的亲水性糖基部分(一个木糖和一个葡萄糖)。药代动力学研究表明,AS-IV口服给药后吸收缓慢且不完全,绝对生物利用度较低(约2.2%–5.3%),主要归因于其较大分子量、低亲脂性、胃肠道不稳定性和潜在首过效应。吸收后AS-IV广泛分布于全身但主要蓄积于肝脏、肾脏和肺。AS-IV的体内代谢转化相对复杂,主要涉及肝细胞色素P450酶系统(特别是CYP3A4和CYP2C9)介导的I相代谢反应,包括羟基化和去糖基化。为提高AS-IV的生物利用度和靶向性,纳米递送系统的开发已成为近年研究热点,包括脂质体、聚合物纳米颗粒、固体脂质纳米颗粒或介孔二氧化硅纳米颗粒等,可通过增强渗透保留(EPR)效应实现肿瘤部位的被动蓄积。更先进的策略涉及主动靶向纳米载体,如用甘露糖、RGD肽或叶酸修饰纳米颗粒表面以实现向TME或特定细胞类型的精准递送。尽管临床前结果令人鼓舞,AS-IV的纳米递送系统仍处于临床前阶段,载体免疫原性、纳米载体降解产物的代谢命运和长期毒性、大规模制造的可重复性以及靶向配体缺乏真正TAM特异性等问题阻碍临床转化。
3.1.1 肝功能受损人群的药代动力学挑战
许多HCC患者伴有潜在肝硬化或肝功能不全,这显著改变药物代谢酶活性。CYP3A4和CYP2C9作为AS-IV代谢的关键酶,在硬化肝脏中常被下调,可能降低首过清除并提高系统暴露量。同时,肝血流量减少、门体分流和低白蛋白血症可进一步改变药物分布和游离分数,使AS-IV在该人群中的药代动力学特征高度不可预测。
3.2 多层次药理活性
AS-IV表现出广谱药理活性。在直接抗肿瘤作用方面,AS-IV在HCC细胞系(如HepG2、Huh7和SMMC-7721)中以剂量和时间依赖性方式抑制细胞增殖,其诱导凋亡的机制涉及线粒体通路(下调Bcl-2和Bcl-xL,上调Bax和Bak,导致线粒体膜电位降低、细胞色素c释放及caspase-9和caspase-3级联激活)、死亡受体通路和 endoplasmic reticulum 应激通路。AS-IV还可诱导细胞周期阻滞,使细胞停滞于G0/G1期或G2/M期,机制与上调细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p21和p27同时下调细胞周期蛋白(如cyclin D1和cyclin E)及CDK4和CDK2相关。此外,AS-IV显著抑制HCC细胞的侵袭和转移能力,与下调MMP-2和MMP-9表达及活性、上调其内源性抑制剂TIMP-1和TIMP-2表达以及逆转EMT过程相关。在基础免疫调节活性方面,AS-IV对免疫系统发挥双向调节作用。对T细胞,AS-IV可促进初始CD4+ T细胞向Th1细胞分化,同时抑制向Th2和Treg细胞分化。对DCs,AS-IV可促进DC成熟,上调表面MHC-II分子和共刺激分子(CD80、CD86、CD40)表达,增强其IL-12分泌能力。在抗炎作用方面,AS-IV通过抑制核因子κB(NF-κB)信号通路激活、减少促炎细胞因子(如TNF-α、IL-1β和IL-6)产生以及抑制诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和环氧合酶-2(COX-2)表达发挥显著抗炎效果。在肿瘤免疫微环境特异性调控方面,AS-IV可有效抑制巨噬细胞向M2表型极化并可能促进其向M1样表型转变;可能通过抑制STAT3通路减少肿瘤中MDSCs的募集和扩增并削弱其抑制T细胞功能的能力;通过抑制M2型TAMs分泌VEGF减少异常血管生成并可能促进血管“正常化”;通过干扰TGF-β/Smad等信号通路抑制CAF活化,减少ECM过度沉积。
4 AS-IV调控巨噬细胞极化的分子机制
4.1 信号通路水平的精准干预
AS-IV对巨噬细胞极化的调控首先体现在对关键信号通路的精准干预。在JAK/STAT通路调控方面,在IL-10、CSF-1或肿瘤细胞条件培养基诱导的巨噬细胞M2极化模型中,AS-IV预处理显著降低STAT3在Tyr705位点的磷酸化水平并抑制其核转位,导致下游M2相关基因转录水平下降。机制上,AS-IV可能通过抑制上游JAK家族激酶活性、增强蛋白酪氨酸磷酸酶(如SHP-1和SHP-2)活性以及上调细胞因子信号转导抑制因子(SOCS)家族蛋白(如SOCS1和SOCS3)表达来发挥作用。对于IL-4或IL-13诱导的经典M2a型极化,AS-IV同样表现出抑制作用,可降低STAT6磷酸化,干扰IL-4Rα/JAK/STAT6信号轴,导致STAT6依赖性M2a特征基因(如Arg1、Fizz1和Ym1)显著下调。在PI3K/Akt/mTOR通路调控方面,AS-IV可抑制该通路多个关键节点的激活,包括降低PI3K催化亚基p110和调节亚基p85的磷酸化、减少其膜募集和活性,进而抑制Akt在Thr308和Ser473位点的磷酸化,并进一步导致mTOR及其下游靶标p70S6K和4E-BP1磷酸化水平降低。mTORC1作为蛋白质合成和代谢重编程的主要驱动因素,其抑制改变细胞代谢状态,进而决定巨噬细胞功能表型。在AMPK信号调控方面,多项研究表明AS-IV可诱导巨噬细胞中AMPK的磷酸化和激活,机制可能涉及直接影响线粒体功能或增加AMP/ATP比值,或通过上游激酶如LKB1或CaMKKβ发挥作用。AMPK激活对极化的影响具有情境依赖性,在M2极化情境下,AS-IV诱导的AMPK激活可能通过磷酸化并抑制mTORC1、调节PGC-1α影响线粒体生物发生和脂肪酸氧化以及调节NADPH氧化酶活性影响ROS产生等机制抑制M2表型。此外,JAK/STAT3、PI3K/Akt/mTOR和AMPK通路之间存在广泛crosstalk:JAK/STAT3和PI3K/Akt/mTOR轴通过相互激活正向调节彼此,而AMPK通过抑制mTORC1、促进STAT3降解和抑制PI3K/Akt信号作为两者的负调节因子。AS-IV还可能影响其他相关通路,包括在促炎刺激下抑制NF-κB激活,以及调节ERK、p38 MAPK和JNK的磷酸化水平。
4.2 代谢重编程中的调控作用
巨噬细胞极化与代谢状态的深刻重塑密不可分。AS-IV通过激活AMPK和抑制mTORC1,促进分解代谢通路同时减少合成代谢,这种代谢状态转变可能使巨噬细胞不再支持M2表型维持所需的活跃合成代谢。在线粒体功能和氧化磷酸化干预方面,AS-IV通过调节线粒体膜电位和ROS产生、影响电子传递链复合物活性以及通过AMPK/PGC-1α轴影响线粒体生物发生等方式调节OXPHOS效率。在脂肪酸氧化抑制方面,AS-IV可能通过抑制STAT6和PI3K/Akt/mTOR等上游信号间接下调PPARγ和PGC-1α的表达或活性,从而减少脂肪酸摄取(如下调CD36)和FAO相关酶(如CPT1)的表达,限制M2巨噬细胞的能量代谢。在氨基酸代谢影响方面,AS-IV通过抑制STAT6等通路下调Arg1表达,改变TME中精氨酸的代谢流向,减少免疫抑制性多胺的产生,并可能相对增加iNOS通路可利用的精氨酸,促进向M1样表型转变。
4.3 表观遗传水平的潜在调控
目前尚无直接实验证据(如ChIP-seq、ATAC-seq或定量组蛋白修饰检测)表明AS-IV改变巨噬细胞表观基因组,以下内容为关于AS-IV可能通过代谢和酶学中间产物间接影响巨噬细胞表观遗传景观的可检验假说。基于代谢-表观遗传轴,AS-IV诱导的代谢变化可能理论上影响以下方面:乙酰辅酶A作为组蛋白乙酰转移酶(HATs)的底物,AS-IV可能影响糖酵解和脂肪酸代谢,从而可能改变细胞内乙酰辅酶A水平和分布,潜在地影响H3K9ac和H3K27ac等活化性组蛋白乙酰化标记。α-KG和琥珀酸作为组蛋白和DNA去甲基化酶的辅因子或抑制剂,若AS-IV显著改变巨噬细胞代谢谱,理论上可能影响这些代谢物的比例,从而影响组蛋白和DNA甲基化水平。SAM是DNA和组蛋白甲基化的主要甲基供体,AS-IV可能影响甲硫氨酸循环或叶酸代谢,导致SAM水平改变。在表观遗传修饰酶的潜在影响方面,AS-IV已被证明可激活AMPK,AMPK可增加NAD+水平从而激活SIRT1(一种NAD+依赖性III类组蛋白去乙酰化酶),SIRT1可使组蛋白和非组蛋白蛋白去乙酰化,参与炎症和代谢调节。此外,AS-IV介导的JAK/STAT通路抑制可能理论上减少下游表观遗传共激活因子的募集,间接影响染色质状态。为从推断走向证据,未来研究应结合全基因组和位点特异性表观遗传分析,包括对AS-IV处理和未处理巨噬细胞在M2极化条件下进行活化性(H3K4me3、H3K27ac)和抑制性(H3K27me3)组蛋白标记的ChIP-seq和ATAC-seq分析,并通过ChIP-qPCR和亚硫酸盐测序验证候选M2和M1相关位点,同时使用药理学或遗传学手段扰动关键代谢节点以确定这些干预是否消除AS-IV诱导的转录和表型转变。
4.4 细胞功能水平的变化
上述分子、代谢和表观遗传变化最终汇聚为巨噬细胞表型和功能的显著改变。需要指出的是,大多数现有数据表明AS-IV在M2诱导条件下降低M2标志物表达(CD206、CD163、Arg1)并在体外部分增加选择性M1样标志物,但这些发现主要反映对新生M2极化的抑制——即防止巨噬细胞在M2极化刺激下获得或维持M2表型——而非将预先存在的、完全分化的M2样TAMs主动转化为M1样抗肿瘤巨噬细胞。AS-IV处理后巨噬细胞在M2极化刺激下表面标志物CD206和CD163表达显著降低,细胞内Arg1活性和蛋白水平也显著降低。AS-IV处理降低巨噬细胞分泌M2相关免疫抑制/趋化因子(如IL-10、TGF-β、CCL17和CCL22)的能力,同时在某些实验条件下可能促进IL-12和TNF-α等M1相关促炎因子的产生。AS-IV诱导的表型转变可能增强巨噬细胞对肿瘤细胞或凋亡肿瘤细胞的吞噬能力,并可能上调MHC-II分子和共刺激分子(如CD80和CD86)表达,提高其向T细胞呈递肿瘤抗原的效率。M1样表型巨噬细胞的条件培养基对肿瘤细胞增殖、侵袭和迁移的促进作用减弱,甚至可能产生抑制效应。
5 AS-IV介导的免疫微环境系统性重塑
AS-IV对TAM极化的调控并非孤立事件,而是触发肿瘤免疫微环境系统性、级联重塑的起始点,涵盖微环境中几乎所有免疫细胞和基质组分的功能与相互作用变化。
5.1 适应性免疫系统的恢复与激活
通过TAM重编程,AS-IV通过多种机制解除对CD8+细胞毒性T细胞的抑制:改善细胞因子环境,减少IL-10和TGF-β等抑制性细胞因子产生,同时可能增加IL-12等促进T细胞活化和Th1分化的细胞因子;缓解免疫检查点介导的耗竭,下调TAMs上的PD-L1表达,减少T细胞表面PD-1持续激活的机会,帮助逆转T细胞耗竭并恢复其增殖能力和产生效应分子(如IFN-γ、颗粒酶B和穿孔素)的能力;解除代谢抑制,通过下调TAMs中Arg1表达缓解TME内精氨酸耗竭;促进T细胞浸润和存活,改变巨噬细胞分泌谱可能影响趋化因子网络,减少募集Tregs的CCL22等趋化因子,同时可能增加募集效应T细胞的CXCL9、CXCL10和CXCL11等趋化因子。AS-IV诱导的微环境变化有利于抗肿瘤Th1应答,同时抑制免疫抑制性Th2和Treg应答:IL-12水平的相对增加和抑制性环境的减弱有利于初始CD4+ T细胞向分泌IFN-γ的Th1细胞分化;通过抑制M2极化减少IL-4和IL-13的来源,间接抑制Th2应答;通过减少TAMs产生TGF-β和IL-10直接削弱Tregs的生存环境,同时减少CCL22分泌降低Tregs的趋化募集。
5.2 固有免疫系统的激活
M2型TAMs分泌的TGF-β是NK细胞功能的主要抑制因素之一,可下调NK细胞活化性受体(如NKG2D)表达并抑制其细胞毒性和细胞因子产生。AS-IV通过减少TGF-β产生帮助恢复NK细胞的杀伤潜力,同时M1型巨噬细胞产生的IL-12、IL-15和IL-18等细胞因子可有效激活和维持NK细胞功能。对MDSCs,TAMs可分泌CCL2和CSF-1等因子募集MDSC前体并促进其扩增,AS-IV通过抑制M2型TAMs减少这些因子的分泌,从而限制MDSCs在肿瘤部位的积累;AS-IV对这些通路的抑制效应可能同样延伸至MDSCs,减少其Arg1、iNOS和ROS的产生,削弱其抑制T细胞和NK细胞的能力。
5.3 肿瘤血管系统与细胞外基质的正常化
M2型TAMs是VEGF、FGF-2和PDGF等促血管生成因子的主要来源,AS-IV通过抑制M2极化直接切断这些因子的重要供应来源,从而抑制异常内皮细胞增殖和血管生成。研究提示某些免疫调节剂在抑制过度血管生成的同时可能诱导剩余血管的结构和功能“正常化”——表现为周细胞覆盖增加、血管通透性降低和灌注改善。虽然AS-IV在这方面的直接证据仍需积累,但理论上通过调节TAMs和改善缺氧,其可能有助于形成更有利于免疫细胞浸润和药物递送的血管网络。在细胞外基质方面,AS-IV通过抑制TGF-β介导的肝星状细胞活化和改变MMP/TIMP平衡,减少ECM沉积和基质密度,改善纤维化屏障。
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