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肿瘤中的异质性髓系细胞
时间:2024-12-23 19:55:32
答案

众所周知,淋巴细胞在肿瘤免疫监视中起着关键作用。然而,越来越多的证据表明,髓系细胞对肿瘤的发展也有重大影响。肿瘤相关髓系细胞(TAMC)异质性明显,对肿瘤细胞和肿瘤微环境(TME)产生显着甚至相反的作用。此外,髓系细胞在调节淋巴细胞行为方面起着关键作用,导致免疫刺激或免疫抑制性TME,从而抑制或促进肿瘤发展。

研究最多的TAMC包括单核细胞、肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)、树突状细胞(DC)、肿瘤相关中性粒细胞(TANs)和髓源性抑制细胞(MDSCs)。它们参与了多效性过程,包括肿瘤细胞的生长、存活、分化、播散和转移、血管生成、TME重塑、免疫调节和对癌症治疗的反应。了解TAMCs在肿瘤中的作用和机制将有助于发现新的治疗方法。

单核细胞是一组异质性的单核吞噬细胞,在炎症期间循环外周血中发挥先天免疫功能。大多数循环中的单核细胞在人类表达CD14+CD16-的经典型单核细胞和小鼠中的Ly6Chigh细胞。从共同的单核细胞祖细胞(cMoP)分化而来,经典型单核细胞通过表达趋化因子受体,遵循趋化因子梯度,如CCL2和CCL7,离开骨髓。在稳态过程中,循环中的经典型单核细胞转化为中间型单核细胞,在人类中表达CD14+CD16+,在小鼠中表达Ly6Cint,随后转化为非经典型单核细胞,在人类中表达CD14lowCD16+,在小鼠中表达Ly6Clow。在感染后,经典型单核细胞会迅速渗出炎症组织,对趋化因子、细胞因子和补体片段作出反应并介导抗菌作用,如吞噬作用。在肿瘤发展的不同阶段,不同的单核细胞亚群表现出不同甚至相反的作用。IFN-γ或IFN-α可上调人类单核细胞中肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)的表达,下调TRAIL受体2的表达,TRAIL介导肿瘤细胞凋亡而不损伤单核细胞。在经肿瘤细胞刺激后,人CD14+CD16+单核细胞增加促炎细胞因子TNF-α和IL-12的产生,减少抗炎细胞因子IL-10的产生,并对肿瘤细胞产生直接ADCC作用的细胞毒性。

TAM在功能上是异质性的,分为两个主要亚群,M1和M2巨噬细胞。在对脂多糖(LPS)、IFN-γ和GM-CSF的反应中,M1巨噬细胞经历经典激活并优先分泌抗菌分子和促炎细胞因子,包括活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)和IL-6。M1巨噬细胞是抵抗微生物感染的第一道防线。M1巨噬细胞还保持强大的抗原呈递能力,诱导强烈的Th1反应。相反,M2巨噬细胞受IL-4、IL-13、IL-10和CSF-1的作用经历选择性激活,并优先分泌抗炎细胞因子,包括转化生长因子β(TGF-β)、IL-10以及蛋白酶(如精氨酸酶-1和MPPs)。M2巨噬细胞在限制免疫反应、诱导血管生成和组织修复方面起着关键作用。因此,M2样TAM的存在与促肿瘤活性相关,而M1样TAM的存在与抗肿瘤活性相关。TAM通过分泌促炎症介质,如TNF-α和ROS,创造有利于肿瘤启动的诱变微环境。在非小细胞肺癌患者中,免疫检查点配体PD-L1的表达在肿瘤浸润性免疫细胞中上调,其中富含M2样TAM。机理研究表明,暴露于乳酸后,TAMs上PD-L1的表达上调。PD-L1与T细胞上PD-1的相互作用抑制了T细胞增殖并诱导T细胞凋亡,从而导致免疫耐受。同时,TAM通过表达PD-L1和分泌抗炎细胞因子IL-10抑制CD4+辅助性T细胞的扩增。

树突状细胞是最有效的抗原呈递细胞(APCs),连接先天免疫和适应性免疫。DC在生理条件下具有表型和功能异质性。作为对微生物感染的反应,细胞外微生物蛋白通常被成熟DC吞噬或内吞,并通过II类主要组织相容性复合体(MHC)分子呈现给CD4+T细胞。相反,胞浆微生物蛋白通常通过I类MHC分子呈现给CD8+T细胞。渗透到TME中的DC包括处于不同发育阶段的不同亚群。这些肿瘤相关树突状细胞根据树突状细胞亚群和肿瘤分期发挥免疫刺激或免疫抑制作用。传统DC(cDC)和浆细胞样DC(pDC)是DC的两种主要类型。cDC1和cDC2在抗肿瘤免疫反应中发挥关键作用,而pDC在肿瘤发展过程中既发挥促肿瘤作用,又发挥抗肿瘤作用。

粒细胞,包括癌症相关循环中性粒细胞、肿瘤相关中性粒细胞(TAN)和其他类型的粒细胞,如嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞也会影响肿瘤。中性粒细胞在抵抗微生物病原体的天然免疫功能中具有重要作用。循环中性粒细胞数量增加与癌症患者的侵袭性结局相关。TAN促进肿瘤细胞的增殖、外渗和迁移,并通过分泌IL-1β和MPPs促进肿瘤细胞向转移前龛的外渗,从而促进癌细胞扩散。其他类型的粒细胞,如嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞,在肿瘤中的作用尚不清楚,需要更多的研究。

MDSCs是一组异质性的髓系祖细胞和处于不同发育阶段的未成熟髓系细胞。MDSC在肿瘤进展和转移过程中发挥各种促肿瘤作用。MDSC抑制免疫细胞功能,重点是T细胞。MDSC通过下调IL-2、INF-γ和颗粒酶B的表达抑制T细胞的增殖并抑制其功能,MDSC还通过从细胞外空间隔离半胱氨酸来限制T细胞的半胱氨酸供应,从而抑制T细胞的扩张。MDSC由两个主要亚群体组成,粒细胞MDSC(GrMDSCs)和单核细胞MDSCs(MoMDSCs)。GrMDSCs和MoMDSCs均抑制卵清蛋白驱动的CD8+T细胞增殖,表明抗原特异性免疫抑制作用。

针对TAMCs的治疗方法正在不断研究中。化疗、免疫疗法和联合疗法等多种策略旨在靶向TAMCs。例如,CSF-1R抑制剂、靶向MDSC和TAM的药物与化疗联合使用,以及与免疫检查点抑制剂如抗PD-1抗体联合使用,都显示出对治疗肿瘤的潜在益处。未来的研究应侧重于进一步阐明不同癌症中髓系细胞各亚群的功能,并确定其促肿瘤和抗肿瘤活性相关的分子机制,以发现新的治疗策略。

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