研究发现微环境中衰老细胞导致临床治疗抵抗的

来源:http://www.020tL.com 作者:云顶集团官方网站 人气:129 发布时间:2019-09-21
摘要:10月17日,国际学术期刊《自然-通讯》( NatureCommunications )在线发表了中国科学院上海生命科学研究院孙宇研究组题为 TargetingSPINK1 in the damaged tumour microenvironment alleviates therapeuticresist

10月17日,国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)在线发表了中国科学院上海生命科学研究院孙宇研究组题为Targeting SPINK1 in the damaged tumour microenvironment alleviates therapeutic resistance 的最新研究成果。该论文发现临床治疗过程中微环境内出现大量因药物损伤而衰老的细胞群,后者成为持续性产生多种促炎因子的活跃源泉,其中一种名为SPINK1的可溶蛋白通过基质细胞高度合成与胞外释放,源源不断进入受损的微环境空间,改变残存癌细胞多种表型并促使其获得多药耐药性,从而导致临床治疗抵抗。同时,大数据分析表明,循环血液中SPINK1蛋白含量的动态变化,同患者生存密切相关,可以作为将来临床预后与疗效评价的精确指标,为提高临床医学抗癌成功率提供了重要靶标和判断依据。 尽管癌症的特效药物和治疗手段日新月异,但癌症仍然是人类当前主要的死亡原因。肿瘤的发生、进展及转移受到癌细胞自身的强烈影响,但更与肿瘤微环境的相互作用密不可分。大多数抗癌疗法都针对癌细胞自身,而忽略了其周围的局部微环境。作为肿瘤微环境的关键组成部分,基质组织对于癌症有着重要意义。近年研究表明微环境是肿瘤耐药等现象的“帮凶”,俨然成为疾病预防和治疗的关键因素之一。然而,微环境在临床中究竟是如何扮演这些角色的呢?

4月30日,国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)在线发表了中国科学院上海营养与健康研究院孙宇研究组题为The senescence-associated secretory phenotype is potentiated by feedforward regulatory mechanisms involving Zscan4 and TAK1 的最新研究成果,文章报道了由药物毒副作用引发DNA损伤效应在临床治疗过程中引发体内细胞发生被动衰老,并在诱导衰老细胞出现一种强烈、持续和长期的分泌表型(senescence-associated secretory phenotype,SASP,衰老相关分泌表型)过程中的关键作用。

3月2日,Cell 子刊Trends in Cancer 在线发表了中国科学院上海生命科学研究院/上海交通大学医学院健康科学研究所孙宇研究组题为AREG in cancer: new insights for translational medicine(《癌症中的AREG:转化研究新见解》)的评述文章,对肿瘤微环境研究领域的最新动态和核心进展、尤其是AREG(amphiregulin,双向调节素)这一活跃参与肿瘤微环境免疫耐受和治疗抵抗的外泌因子进行了系统总结和研究展望。

单位:北京解放军总医院肿瘤科

在这一新研究中,博士研究生陈斐等人首先根据人源全转录组数据深度分析,发现微环境中的基质细胞在经过放化疗等手段处理之后并不直接出现类似癌细胞的典型凋亡特征,而是随即进入另外一种状态,即细胞衰老。伴随这一变化的,则是以大量生成炎性因子为主要特点的衰老相关分泌表型(senescence-associated secretory phenotype, SASP)。尽管人们对于SASP表达谱中大多数因子的生物功能和病理影响已经清楚,但个别分子在肿瘤进展中的意义仍属未知。其中表达幅度较为突出的SPINK1 (serine protease inhibitor Kazal-type I,又名PSTI或TATI)是一种丝氨酸肽酶抑制因子。过往研究表明,SPINK1在人体中主要是抑制胰腺蛋白酶原的成熟性激活和随后酶活性的释放,而该因子的突变可以造成慢性胰腺炎,并向胰腺癌过度。

长期以来,化疗、放疗、手术治疗以及靶向治疗等手段是临床医生对于肿瘤患者采取的主要治疗方式;其中,带有胁迫性DNA损伤的放、化疗手段是生理水平影响最深远、临床最常见、对患者治疗效果影响最显著的一种结构性和物理性伤害。研究表明,相比于临床常用的非基因毒药物如长春碱、紫杉烷类,直接或者间接性导致DNA损伤的各类烷化剂、铂类等化疗药物或者基于γ射线的放疗方式,可以在造成细胞衰老的同时,高频激发细胞的SASP表型;这种SASP表型在肿瘤患者抗癌治疗的过程中对于癌细胞的增殖、侵袭、耐药甚至是转移等恶性特征有着推波助澜的作用。

在人体内,2型免疫反应可被多种外界刺激,包括毒素、毒液、过敏原和传染性物质所引发,并在机体感染、伤口愈合、组织修复和肿瘤发生发展相关的抵抗和耐受等方面发挥重要作用。近年研究表明,2型相关细胞因子,EGF样蛋白AREG,很可能是2型免疫反应所介导的抗性和耐药性形成过程中发挥关键作用的一个因子。除了上皮细胞和间质细胞可以产生AREG蛋白,大量数据证实,肥大细胞、嗜碱性细胞、2型天然淋巴细胞和一小部分组织原有的调节性CD4+ T细胞等多种白细胞亚群,均可表达AREG。在这篇评论中,孙宇就医学界对于AREG-EGF受体通路及其在感染和炎症反应中的认识进行了深度讨论,并针对该通路在微环境相关的抗性和组织耐受性等方面的功能提出了相应的学术见解。

膜外囊泡(extracellular vesicles)是由细胞产生的一组异质性较大的亚细胞结构,根据膜外囊泡的大小及形成方式,可以分为3种,其中外泌体直径为30-100 nm,是通过细胞膜内陷然后胞吐形成;凋亡小体(apoptotic body)是细胞凋亡或程序化死亡时产生,直径为1000-3000 nm;微粒介于两者之间,直径为100-1000 nm,来源于各类细胞的亚微米囊泡,缺乏细胞核和合成能力,含有细胞骨架,高表达磷脂酰丝氨酸,可参与促凝、抗凝、促炎、信号转导以及肿瘤的发生发展过程。根据膜表面标记物可以鉴定微粒来源,如:CD31+/CD42-、CD62e、CD105、CD144可鉴别内皮细胞微粒,CD45可鉴别白细胞微粒,CD31+/CD42+、CD61、CD41可鉴别血小板微粒。当机体出现心血管疾病、糖尿病、自身免疫系统等疾病时,微粒水平明显升高,提示其与多种疾病的发病机制相关。微粒作为生物分子的载体,将自身携带的蛋白质(如信号蛋白和受体、骨架蛋白和一些效应蛋白),脂类,核酸(如microRNA、mRNA、DNA)转移至靶细胞,可引起一系列病理生理过程。在癌症中,微粒明显升高,并且与分期相关。微粒能促进肿瘤增殖、转移以及耐药,并可作为诊断和预后的指标。

在前列腺癌患者中,SPINK1的表达与ETS gene fusion为相互排斥事件。SPINK1在癌细胞中的表达水平同患者临床预后呈显著负相关,而大数据研究证实SPINK1作为outlier的表达可以作为前列腺切除手术之后患者biochemical recurrence的一个独立预测因子。尽管十年前这一现象已被美国University of Michigan的Arul Chinnaiyan的研究小组发现,该实验室后来也进行了一系列的深入研究,但仍然集中于前列腺癌上皮细胞,来自前列腺微环境的影响并未考虑在内。

博士研究生张博逸等在研究员孙宇的指导下,利用高通量基因芯片(whole genome expression analysis)技术在人源前列腺基质细胞中发现,相比于非DNA 损伤组,DNA损伤组处理导致的衰老细胞中,SASP特征性因子(SPINK1、IL-8、SFRP2等)表达幅度更高,而在这组表达谱中居于第一位的Zscan4作为一种核质蛋白引起了研究组的极大兴趣。研究发现,在大量的乳腺癌和非小细胞肺癌临床病患样本中,组化分析数据显示相比于化疗前阶段,患者化疗后阶段病灶中Zscan4显著上调,且Zscan4在患者癌组织中的表达,集中体现于腺体周边的基质细胞,而非腺体内的上皮细胞。更有意思的是,Zscan4在肿瘤患者基质细胞中的表达水平越高,临床预后越差,总体生存期越短,暗示Zscan4具有重要的临床病理学意义。进一步的研究发现基质细胞在DNA损伤条件诱导下出现的高表达Zscan4,对于ASAP(acute stress associated phenotype,急性胁迫相关表型)向SASP的过渡起到关键作用,而在急性阶段发生活化的TAK1则是介导这一过程的桥梁。活化TAK1可以在胞质中激活p38,后者通过 PI3K/Akt/mTOR信号通路,激活IL-1α/NF-kB这一positive feedback loop,进而使SASP炎症反应进一步级联放大。团队基于这一发现,在随后的研究中将基质细胞和癌细胞共同移植到体内形成移植瘤模型,由化疗药物和SASP抑制剂构成的组合治疗方案,可以更加有效地引起肿瘤消退。相比于p38抑制剂SB203580和mTOR抑制剂RAD001,TAK1抑制剂5Z-7-OX提供的治疗效果更加显著,并且可以显著延长负瘤小鼠的有效生存期。该项研究为肿瘤的治疗提供了临床医学实现精准化和个性化的新思路和治疗靶标。

目前受到特别关注的AREG,为CAFs(癌症相关成纤维细胞)释放的一种外泌蛋白,与癌症恶性生长、获得性耐药和远处转移等现象均有一定病理关系,也是科学家们仍在积极求索的一个重要方向。多年前曾引起医学界重视的CAFs,近期再次进入人们视线。CAFs被认为是源于体内产生的成纤维细胞,癌细胞可劫持并利用它们,来维持自己的生长。然而,临床条件下的 CAFs,面目却更加可憎。基因毒治疗造成的毒副作用可以激活微环境中的多种成分,而CAFs一旦进入一种DNA损伤性修复状态,就表现出典型的衰老相关分泌表型,并对抗癌治疗的后续阶段造成不可低估的负面影响。主要表现为癌细胞因此获得显著的耐药性,并向癌症干细胞发展,形成多个微转移灶,向循环系统迁移,定植于异位器官,最终加速患者死亡进程。CAFs释放的众多外泌蛋白中,AREG值得引起特别关注,因其扮演的促癌角色跟近年报道的WNT16B等因子有着许多类似之处。然而,因为CAFs存在于人体组织内,客观上很难对其跟踪,使得将来设计针对这类细胞的新型药物、靶向活化肿瘤微环境的手段,以及通过转化医学的方式促进临床抗癌策略的变革和抗癌效果的改善显得非常关键而紧迫。

图片 1

鉴于上述实验结果,孙宇组的研究数据表明大多数造成DNA damage的药物包括电离辐射本身均能诱导SPINK1在人源基质细胞中大幅上调,而同组织来源的癌细胞则无显著变化。这种来源于组织微环境非癌细胞的SPINK1,究竟有何重要意义?研究人员随后对常见的实体瘤进行了分析。在一个前列腺癌临床队列中,化疗后阶段的患者体内出现了明显的SPINK1蛋白,这与化疗前时期形成鲜明对比。更为重要的在于,SPINK1蛋白在病灶中的表达,集中体现于腺体周边的基质组织,而非人们平时最关注的腺体中的上皮细胞。根据基质细胞中其它蛋白表达水平或者活化程度进行类似的病理分级之后,结果显示SPINK1的表达同已知的SASP表型的两个典型标记物IL-8和WNT16B的表达状态呈现密切关联。同时,SPINK1在基质细胞中的表达水平越高,患者的临床预后越差,生存期越短,暗示SPINK1具有突出的病理意义。

该课题得到了美国MD Anderson Cancer Center教授Paul Chiao、英国Imperial College London教授Eric Lam、苏州大学医学部教授秦樾等人的大力帮助。该项研究获得中国国家基金委、科技部、中组部和中科院等机构的基金资助。

孙宇研究组致力于探讨临床条件下的肿瘤微环境对疾病发生发展的病理生理学的影响。近年来揭示了微环境相关因子造成癌细胞耐药、疾病复发转移的一系列分子机制,一直走在该领域的国际前沿。肿瘤本身的不断进化,已经造成对免疫耐受、临床耐药和精准疗法的巨大挑战。精准医疗欲获得成功,必然离不开对于不同肿瘤所处微环境的正确认识,比如需要清晰地掌握肝癌与乳腺癌、前列腺癌等肿瘤微环境的不同之处,临床用药方能真正实现精准。为此,在这一领域,将来仍然还有漫长的道路要走。

1微粒的产生

相比于原代基质细胞CM,SPINK1阳性基质CM可以深刻改变癌细胞的表达谱。PC3和DU145这两个细胞系中出现protein-coding,lncRNA,miRNA,miscRNA和pseudogene等成分的普遍变化。在PC3和DU145之间差异表达的基因有465个;在对这些分子进行系统分析之后发现,GO变化最显著的是immune response, signal transduction和cellcommunication等方面。癌细胞在基质细胞来源的SPINK1作用下除了出现EMT和CSC development表型切换的同时,更呈现出angiogenesis类似的一系列相关变化,包括CD31/CD34等分子在转录本和蛋白水平均出现显著上调。Expression site生信分析和体外tube formation assay检测均证实了癌细胞这一血管生成的惊人趋势。

图片 2

细胞凋亡或激活时细胞骨架的重塑是微粒形成的关键。细胞激活时微粒的形成依靠细胞内的钙离子增加、激酶和钙蛋白酶的激活、磷酸酶的抑制。翻转酶(scramblase)和外翻酶的激活导致细胞膜内PS翻转至细胞膜外,钙敏感酶激活使细胞膜骨架裂开,在多种酶共同作用下,细胞膜骨架不稳定,微粒脱落形成。其他参与微粒形成的酶包括氨基磷脂异位酶、蛋白质二硫化物异构酶、酸性鞘磷脂酶等。在细胞凋亡早期,Rho磷酸酶酶激活其下游的Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶后导致肌球蛋白2紧缩,细胞膜从细胞骨架脱落,微粒释放。虽然目前认为微粒高表达PS,但有研究报道了缺乏PS表达的微粒,这可能是因为PS低表达,或者PS与乳凝集素、内皮细胞发育调节基因-1或蛋白S相结合,无法检测出。

在前临床实验中,研究人员使用了SPINK1的单克隆抗体,以及已被美国FDA批准的、临床中用于阻断EGFR的西妥昔单抗Cetuximab。有趣的是,化疗/SPINK1单抗联用造成的治疗效果,甚至要高于化疗/Cetuximab联合的效果。这无论在小鼠肿瘤终端体积还是体内生物荧光信号的检测上,都获得了一致性数据。更重要的是,对肿瘤切片进行组化分析时,他们发现化疗/SPINK1单抗联用可以造成比化疗/Cetuximab联用更高的癌细胞凋亡率,暗示微环境中的SPINK1在前列腺癌细胞表面可能不止EGFR这一个受体。

研究揭示临床背景下细胞衰老以及衰老相关分泌表型调控新机制

2

随后的临床数据表明,SPINK1可以在多种癌型化疗后阶段的患者血浆中被检测到,其水平显著高于化疗前时期。此外,SPINK1同IL-8在同一批患者一对一的分析中呈现出一定程度的关联。Immunoblot显示出这两个外泌因子在患者血浆中几乎同时出现,且化疗后阶段同化疗前时期之间形成鲜明对比。在原位肿瘤、外周血液之间的定量分析,进一步揭示了SPINK1和IL-8之间存在密切关联,暗示局部微环境中的这些SASP因子最终要进入循环系统并可以作为临床治疗过程中评估癌症患者体内SASP发生发展的新型标记物。

微粒的清除

相比于近年国际上有关癌细胞耐药性内在机制的一系列报道,这项研究深刻揭示了肿瘤微环境中的基质细胞在化疗过程中可以迅速进入衰老阶段并生成与释放大量的SASP因子,其中的SPINK1可以激活疗后阶段残存下来的癌细胞,使其获得对于临床药物的抵抗。这种获得性耐药,正是造成日后肿瘤复发和转移的生物学基础,也成为患者在临床中出现多药耐药等现象的重要病理根源。

循环血液中微粒的多少依赖于微粒的形成和清除速度。微粒的清除的主要依靠磷脂酶和蛋白酶对其进行降解,此外,巨噬细胞对微粒的清除也发挥重要作用。微粒表面的PS与巨噬细胞识别微粒相关,另有受体及桥接分子参与巨噬细胞对PS的识别,如乳凝集素和Del-1均可桥接巨噬细胞和微粒表面PS促进微粒清除。

该研究得到中国科技部、基金委、中科院等相关单位的资助。

3微粒与癌症的关系

论文链接

癌细胞微粒携带源癌细胞来源的特殊分子标记物,如上皮细胞黏附分子,人表皮生长因子受体2,趋化因子受体6,细胞外的基质金属蛋白酶,血管内皮生长因子等。癌细胞微粒使癌蛋白和趋化因子在癌细胞间转移,导致一些“侵略”表型水平传播,促进癌症进展。

图片 3

3.1促进血栓形成

肿瘤微环境中衰老细胞衍生的SASP因子SPINK1激活残存癌细胞、导致其获得性耐药发生发展的分子机制

癌症是一种特殊的高凝状态,是由促凝和抗凝机制失衡导致。致癌基因和抑癌基因调节的致瘤性转化可以导致高凝状态,如激活的癌基因表皮生长因子受体Ⅲ型突变体增加癌细胞微粒中组织因子和纤溶酶原激活物抑制物-1,并在细胞间传递TF导致高凝状态,另如Met激活,PTWN缺失,K-ras诱导,p53缺失等也促进癌症高凝状态的发生。癌症高凝状态促使血栓形成,最易形成血栓的肿瘤为胰腺癌(5.3%-26.0%)、头部肿瘤(1.6%-26.0%),但乳腺癌(0.4%-8.1%)、前列腺癌(0.5%-1.4%)是血栓伴发率最低的。

微粒的PS及TF与凝血密切相关,癌症患者体内存在的高水平促凝微粒主要为组织因子微粒,这种微粒多来自于癌细胞。TF-MPs通过P选择素糖蛋白配体1与P选择素相互作用被募集到血栓块中,促进血栓形成;也可以通过活化蛋白酶激活受体2促进内皮细胞TF与F7a结合成复合物,激活外源性凝血途径。微粒表面带负电荷的PS可以作为催化基团来激活凝血因子X和V,促进凝血。多个研究发现癌细胞TF-MPs是血栓形成的危险因素,并且可以识别出抗凝获益的患者。Mege等也提出,含纤维蛋白的微粒可以作为一种新的生物标记来预测癌症相关的血栓栓塞事件和低存活率。但Date等提出癌症患者只有在炎症反应和高水平TF-MPs共存时才能诱导血栓形成。化疗后的癌细胞释放含PS和TF的微粒增多,并诱导中性粒细胞形成中性粒细胞胞外DNA结构,NETs可以提供与纤维蛋白结合紧密的支架,并促进血小板与红细胞间的黏附作用,改变血凝块的形态,通过降低渗透性及增加对纤溶酶的抗性来产生稳固的血栓。此外,EMPs表面的细胞间黏附分子-1与单核细胞β2整合素结合诱导TF释放,激活外源性凝血途径,而PMPs的促凝活性是血小板的50-100倍。

尽管大多数研究一致证实微粒有促凝作用,但实际上微粒同样具有抗凝活性,微粒可以诱导组织因子途径抑制物的产生,激活蛋白C及其受体,促进血栓调节蛋白以及纤溶酶、尿激酶的产生。

3.2促进血管形成

血管形成对肿瘤的增殖和转移至关重要,内皮细胞增殖形成血管网,为肿瘤提供营养物质和氧。微粒可以与内皮细胞互相作用,促进新生血管形成。

EMPs通过β1整合素与内皮细胞互相作用,使Rac1-ERK1/2-ETS信号途径激活以及促进趋化因子2的产生,发挥促进血管生成作用。内皮祖细胞微粒通过α4和β1整合素与内皮细胞结合,转移内皮型一氧化氮合酶和磷脂酰肌醇3激酶/丝氨酸/苏氨酸激酶信号通路相关的mRNA,刺激血管生成。PMPs调节早期内皮细胞表型和分泌,通过CD31、上调血管内皮钙黏蛋白以及趋化因子受体4表达,增加血管内皮生长因子、表皮细胞生长因子、肝细胞生长因子、粒细胞-巨细胞集落刺激因子的分泌,促进内皮细胞再生。PMPs富含的miRNA Let-7a可转移至靶细胞,使有抑制血管生成作用的血栓反应蛋白1表达减少,促进血管生成。淋巴细胞微粒根据刺激不同发挥促进或抑制血管生成作用,通过黏着斑激酶的激活和ICAM-1、RhoA、VEGF表达的上调诱导毛细血管样结构的形成,也可以通过增加活性氧,上调靶内皮细胞CD36的表达和减少血管内皮生长因子受体及细胞外信号调节激酶磷酸化水平,抑制血管生成。脂肪组织干细胞微粒传递miR-31给内皮细胞,抑制内皮细胞血管生成抑制基因的表达,从而发挥血管生成作用。Sheu等发现晚期肺癌细胞微粒上调促血管生成因素,如VEGF、CXCR4、基质细胞衍生因子-1α、HGF下调纤维化和凋亡的生物学标记,如信号转导蛋白smad3、转化生长因子-β、线粒体Bax蛋白、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase 3)、聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶来促进血管生成,并明显改善了大鼠肢体缺血。Ko等[40]发现肺癌细胞微粒注入大鼠肺癌模型后,可促进CXCR4+及VEGF+的细胞增殖以及上调eNOS,促进其分泌VEGF而促进肿瘤血管生长和肿瘤增殖。

3.3促进增殖和转移

微粒可改变肿瘤微环境,以正反馈机制促进肿瘤生长,导致多重耐药且可作为肿瘤进展的生物学标记。在癌症血栓形成过程中,癌细胞微粒激活蛋白酶活化受体-1,促进肿瘤的侵袭和进展。Das等报道,在乳腺癌中,PAR2通过蛋白激酶磷酸化激活Rab5a,使肌动蛋白聚集从而促进微粒的释放,微粒则通过p38丝裂原活化的蛋白激酶途径促进癌细胞转移。Zhang等发现循环肺癌细胞微粒在肺实质被巨噬细胞摄取后诱导CCL2产生,并招募CD11b+Ly6Chigh炎性单核细胞到肺部成熟为F4/80+CD11b+Ly6C-的巨噬细胞,这种巨噬细胞可产生IL-6,引发纤维蛋白沉积,通过改变肿瘤微环境促进肺癌增长。Mezouar等发现在胰腺癌动物模型中,使用抗血小板药物可以阻止癌细胞微粒在血栓形成的部位积聚,恢复凝血活性,使肿瘤缩小,抑制癌细胞转移及进展。卵巢上皮癌患者常出现血小板增多症,并导致预后不良,但具体机制未明,Tang等发现卵巢癌SKOV3细胞的分泌性磷脂酶A2型Ⅱa通过调节PMPs转移miR-939,从而促进卵巢上皮-间质细胞间转换及癌症的进展。又有研究发现,癌细胞TF-MPs促使产生活化的凝血酶X,并通过PAR-1激活静止的内皮细胞,上调E选择素和IL-8的表达,促进癌症的转移。Liang等发现非小细胞肺癌患者PMPs携带高水平的miR-223,在体外共同培养PMPs和肺癌A549细胞株,可以使miR223转移至A549细胞,并抑制EPB41L3表达而促进A549细胞的增殖。此外,血小板和PMPs可以通过帮助癌细胞免疫逃逸来直接促进癌细胞转移,并且可以作为肿瘤发展的生物学标记。Xiao等发现口腔癌细胞微粒通过Shh/RhoA信号途径在原发肿瘤和转移病灶中促进血管生成及肿瘤生长。Ma等发现肿瘤细胞微粒被肿瘤相关巨噬细胞摄取后,激活cGAS/STING/TBK1/STAT6信号通路,诱导TAM向M2型极化,促使肿瘤生长、转移及癌症干细胞的发展。

但淋巴细胞微粒表现出显著抑制肿瘤生长的作用,LyMPs的抗增殖作用是通过增加细胞周期蛋白依赖激酶抑制因子p15、p16和p21的表达,将细胞停滞在G0/G1期实现的。Yang等发现LMPs通过降低VEGF水平来抑制肺癌增殖,但是敲除低密度脂蛋白受体后,Lewis肺癌细胞对LMPs的吸收减少,从而减弱了LMPs对细胞生长和血管内皮生长因子A表达的抑制作用。

3.4诊断及预后价值

目前癌症的确诊仍旧依靠组织病理学检查,但病理标本的获取为有创操作,对于高龄或癌症部位难以取材的患者并不适合。循环微粒有望成为液体活检新的生物学标记。Sun等发现可以通过检测唾液微粒中肺癌相关蛋白实现非侵入性的方式来检测肺癌。Willms等发现血液中EpCAM+CD147+肿瘤细胞微粒在非小细胞肺癌、结直肠癌及胰腺癌中水平明显升高,并具有很高的诊断价值,受试者工作曲线下面积高达0.90。Menck等发现携带肿瘤相关蛋白,如黏蛋白1、EGFR和EpCAM的癌细胞微粒在癌症患者中明显升高,并且与肿瘤亚型相关,表达基质金属蛋白酶诱导因子的微粒不依赖肿瘤类型而升高,EMMPsRIN+微粒提示预后差,MUC1、EGFR、EpCAM和EMMPsRIN微粒相结合诊断癌症,AUC高达0.85。

除了诊断价值外,循环微粒尚可作为预后、预测的生物学标记。García等发现在转移性乳腺癌患者中,化疗后的EMPs降低提示预后良好,但不能成为预测化疗效果的生物指标。Wang等发现晚期非小细胞肺癌患者中PMPs和EMPs明显升高,并在标准化疗3个月后,稳定组的循环微粒水平较进展组低,化疗3个月后EMPs和EMPs降低的患者1年生存率较高。但Fleitas等发现总微粒水平高的非小细胞肺癌患者总生存期和无进展生存期较长,笔者认为这是所测微粒的不同导致的。Najjar等发现微粒可以预测61%的非小细胞肺癌进展患者,有一定的预测价值。

3.5耐药与治疗

微粒促进肿瘤耐药的发生,使肿瘤的治疗更为困难。P糖蛋白是细胞膜上的药物外排泵,很多研究发现P糖蛋白参与微粒导致的肿瘤耐药。Zhang等发现紫杉醇耐药的人卵巢癌细胞株A2780/PTX)释放的含P糖蛋白微粒,可以与化疗敏感的癌细胞结合,并将P糖蛋白转移至癌细胞,使化疗药物在癌细胞内重新分布,增加5倍的耐药性。而Yukihiro等发现微粒含有的miR-145和miR-34a与结肠癌对5氟尿嘧啶的耐药相关。Dong等发现肿瘤细胞微粒能够转移一种Ca2+通道至内皮细胞,并通过激活核转录因子—NFATc3,诱导内皮细胞表达P糖蛋白,获得耐药性。

Naqvi等提出第三代聚酰胺-胺树状高分子不仅可以抑制核酸激活Toll样受体以及体外胰腺癌的侵袭性,并且减弱微粒和外泌体的促侵袭作用。利用非肿瘤源性的微粒作为抗肿瘤药物的载体,可以在精准抗癌的同时减少药物的副作用。

虽然癌细胞微粒能够促使癌细胞免疫逃逸,但Battisti等提出癌细胞微粒有更强的免疫原性,并通过活性氧介导树突状细胞吞噬体的碱化来调节抗原交叉呈递机制,促进T细胞识别及清除肿瘤细胞。

虽然对微粒的研究已进入快速阶段,但微粒的功能仍需要更深刻的研究。流式细胞仪和电子显微镜是检测和观察微粒的主要手段,但是微粒的提取方式不统一,部分细胞来源的微粒标记也存在分歧,这妨碍了对微粒研究的准确性,期望在未来的研究中能针对微粒提取和鉴定作出统一标准。总的来说,微粒是细胞在激活或凋亡状态下释放的膜外囊泡,参与多种疾病的病理生理过程,并促进癌细胞增殖和转移,有一定的预测预后价值。针对微粒可以制造出靶向治疗药物,为肿瘤的治疗开拓新纪元。

肿瘤医学论坛综合整理

本文由云顶集团网站发布于云顶集团官方网站,转载请注明出处:研究发现微环境中衰老细胞导致临床治疗抵抗的

关键词:

最火资讯