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腫瘤細(xì)胞血管轉(zhuǎn)移的機(jī)制及應(yīng)對(duì)策略
2021-01-01 訪問(wèn)次數(shù):2521
? ? ? ?絕大多數(shù)與腫瘤相關(guān)的死亡都是由于惡性腫瘤引起的,更具體的講,其中90%的死亡是由于惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移灶所導(dǎo)致。腫瘤細(xì)胞主要通過(guò)人體循環(huán)系統(tǒng)向遠(yuǎn)端擴(kuò)散,在轉(zhuǎn)移中腫瘤細(xì)胞需要排除萬(wàn)難才能得以生存。這個(gè)過(guò)程主要發(fā)生在“早期轉(zhuǎn)移生態(tài)位”中,即腫瘤細(xì)胞進(jìn)入微脈管系統(tǒng)最初的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)。在此期間腫瘤細(xì)胞需要抵御免疫系統(tǒng)的攻擊、抑制因喪失細(xì)胞外基質(zhì)粘附力而導(dǎo)致的凋亡以及對(duì)抗血液動(dòng)力學(xué)的機(jī)械應(yīng)力,這些過(guò)程對(duì)于腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散至關(guān)重要。深入了解研究腫瘤細(xì)胞血管轉(zhuǎn)移過(guò)程中涉及的機(jī)制,對(duì)制定預(yù)防和治療癌癥細(xì)胞擴(kuò)散的應(yīng)對(duì)策略具有重大意義。

腫瘤細(xì)胞的生存之法

? ? ? ?一、“抵御”免疫系統(tǒng)的攻擊
? ? ? ?在實(shí)體瘤中,腫瘤細(xì)胞尚處在一個(gè)可抑制機(jī)體腫瘤免疫的免疫抑制微環(huán)境中。但當(dāng)腫瘤細(xì)胞離開(kāi)原發(fā)灶進(jìn)入血管循環(huán),就會(huì)重新暴露于具有大量主動(dòng)免疫監(jiān)視功能的免疫細(xì)胞環(huán)境中。自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)作為先天免疫系統(tǒng)中的一部分,在腫瘤免疫監(jiān)測(cè)和抗腫瘤活性中起著核心作用。
? ? ? ?在血管循環(huán)過(guò)程中腫瘤細(xì)胞采用多種方法抑制NK細(xì)胞的抗腫瘤活性(圖1和表1):部分腫瘤細(xì)胞通過(guò)金屬蛋白酶介導(dǎo)裂解脫落NKG2D的配體(MICA、MICB),使得腫瘤細(xì)胞表面與NK細(xì)胞結(jié)合的配體數(shù)減少;腫瘤細(xì)胞還可分泌TGFβ、前列腺素E2、腺苷等免疫調(diào)節(jié)因子來(lái)抑制NK細(xì)胞活性;此外腫瘤細(xì)胞還能通過(guò)包被活化的血小板來(lái)逃避NK細(xì)胞的捕獲,在這里,血小板不僅可以包裹腫瘤細(xì)胞從物理上屏蔽NK細(xì)胞,還能通過(guò)下調(diào)NK細(xì)胞上的NKG2D、釋放TGFβ、暴露NK細(xì)胞抑制性配體(如:糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的TNF相關(guān)配體)來(lái)抑制NK細(xì)胞活性。除此之外血小板還可將正常的MHCⅠ類分子轉(zhuǎn)移至腫瘤細(xì)胞表面,使腫瘤細(xì)胞得以逃避T細(xì)胞的捕獲。

圖1.血管內(nèi)腫瘤細(xì)胞的存活機(jī)制

表1.促進(jìn)血管內(nèi)腫瘤細(xì)胞存活的分子機(jī)制

? ? ? ?二、抑制失巢凋亡
? ? ? ?當(dāng)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)或其他細(xì)胞失去接觸時(shí)則會(huì)觸發(fā)細(xì)胞程序性死亡,即為細(xì)胞的失巢凋亡。失巢凋亡的意義就在于防止細(xì)胞異位移植。然而腫瘤細(xì)胞在脫離原發(fā)灶,進(jìn)入血管循環(huán)進(jìn)行轉(zhuǎn)移侵襲時(shí),其具有抗細(xì)胞失巢凋亡的能力。
? ? ? ?腫瘤細(xì)胞在失去依賴性的接觸時(shí),利用多種途徑抑制失巢凋亡(圖1和表1):形成微團(tuán)聚體能夠顯著降低腫瘤細(xì)胞失巢凋亡;卵巢癌細(xì)胞通過(guò)上調(diào)整合素β1的表達(dá)來(lái)激活鋅指轉(zhuǎn)錄因子ZNF304,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的抗失巢凋亡抗性;整合素經(jīng)由腫瘤細(xì)胞核內(nèi)體脫落,可募集FAK并誘導(dǎo)激活下游信號(hào)通路以到達(dá)抗失巢凋亡的作用;此外,腫瘤細(xì)胞通過(guò)上調(diào)酪氨酸激酶受體(如:胰島素樣生長(zhǎng)因子1、ERBB2或原肌球蛋白受體激酶B),激活P13K\Akt信號(hào)通路和Ras-Raf-Mek-Erk通路以抵抗失巢凋亡,從而達(dá)到促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲的目的;腫瘤細(xì)胞在血管內(nèi)循環(huán)時(shí)還可誘導(dǎo)激活轉(zhuǎn)錄因子4(ATF4)進(jìn)而激發(fā)啟動(dòng)細(xì)胞的保護(hù)自噬程序、促進(jìn)細(xì)胞保護(hù)性抗氧化酶血紅素加氧酶1(HO-1)的表達(dá),最終達(dá)到對(duì)細(xì)胞失巢凋亡的抵抗。
? ? ? ?三、對(duì)抗機(jī)械應(yīng)力
? ? ? ?腫瘤細(xì)胞在血管循環(huán)中會(huì)受到來(lái)自流動(dòng)的血液直接施加的流體剪切力和目的器官微脈管的機(jī)械變形的機(jī)械力。而這些機(jī)械應(yīng)力是導(dǎo)致大部分進(jìn)入血管循環(huán)的腫瘤細(xì)胞死亡的原因。
? ? ? ?有多種機(jī)制可以保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受機(jī)械應(yīng)力的侵?jǐn)_(圖1和表1):腫瘤細(xì)胞在進(jìn)入血管中能誘導(dǎo)血小板和凝血因子的活化,迅速形成腫瘤細(xì)胞-血小板微聚集體,從而對(duì)循環(huán)中的腫瘤細(xì)胞形成物理屏蔽保護(hù);也有研究表明,腫瘤細(xì)胞可產(chǎn)生因機(jī)械引力所導(dǎo)致的細(xì)胞死亡自治機(jī)制。如人乳腺癌細(xì)胞受機(jī)械應(yīng)力刺激時(shí)會(huì)過(guò)表達(dá)無(wú)活性的跨膜通道蛋白pannexin-1,當(dāng)其與野生型pannexin-1共表達(dá)時(shí),可增強(qiáng)通道釋放ATP。ATP能夠激活P2Y受體,并以自泌體的方式誘導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo),從而達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞因受機(jī)械應(yīng)力而導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。
? ? ? ?腫瘤細(xì)胞在脫離原發(fā)灶,進(jìn)入血管循環(huán)的過(guò)程中,需要利用不同的方法增強(qiáng)它的存活能力,以促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移與侵襲。Hong Senlian團(tuán)隊(duì)用CD22和選擇素的聚糖配體對(duì)NK細(xì)胞進(jìn)行修飾,促進(jìn)了NK細(xì)胞對(duì)B淋巴瘤細(xì)胞的靶向殺傷及改善腫瘤細(xì)胞的遷移[2];此外有團(tuán)隊(duì)通過(guò)減少原位乳腺腫瘤中AKT和ERK1、ERK2的磷酸化,抑制小鼠體內(nèi)荷瘤生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移灶的形成[3];前文可知血小板可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,Lucotti等研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期服用阿司匹林可通過(guò)抑制血小板衍生的COX-1和血栓烷A2來(lái)阻止癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。總的來(lái)說(shuō),通過(guò)了解在腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移過(guò)程中起到積極作用的分子機(jī)制,制定相對(duì)應(yīng)的治療方案抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移,可解決腫瘤患者面臨的窘境。
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