综述:肿瘤微环境在肿瘤细胞凋亡、血管生成、转移和耐药中的作用机制

【字体: 时间:2025年03月17日 来源:Medical Oncology 2.8

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  肿瘤微环境(TME)对肿瘤细胞的多种进程影响重大,本文深入探讨其相关机制。

  # 肿瘤微环境:肿瘤发展的幕后 “推手”
在肿瘤研究的广阔领域中,肿瘤微环境(TME)成为了众多科研人员关注的焦点。TME 并非是一个简单的细胞集合体,它就像一个精心构建的 “生态系统”,包含肿瘤细胞、周围细胞以及分泌的各种因子,对肿瘤细胞的生长、增殖、侵袭和转移等行为有着深远的影响。

一、肿瘤微环境的组成 “拼图”


TME 的细胞成分十分复杂,众多细胞类型在其中发挥着各自独特的作用。癌相关成纤维细胞(CAFs)是其中的重要成员,它能分泌多种细胞外基质成分和生长因子,就像为肿瘤细胞打造了一个 “脚手架”,支撑着肿瘤组织的结构,还为肿瘤细胞的迁移和侵袭创造有利条件。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)也不容忽视,它具有多种功能状态,有的 TAMs 会释放促炎细胞因子,促进肿瘤的发展,而有的则能参与免疫监视,但在肿瘤微环境中,TAMs 往往被 “策反”,成为肿瘤的 “帮凶”。

CD8+细胞毒性 T 细胞(CTLs)原本是免疫系统对抗肿瘤的 “精锐部队”,能够识别并杀伤肿瘤细胞。然而,在 TME 中,CTLs 的功能常常受到抑制,就像被戴上了 “枷锁”。调节性 T 细胞(Tregs)则像是免疫系统的 “刹车”,它能抑制免疫反应,在 TME 中,Tregs 会过度激活,抑制 CTLs 等免疫细胞的功能,让肿瘤细胞得以逃脱免疫系统的攻击。

髓系来源的抑制细胞(MDSCs)、间充质干细胞(MSCs)、内皮细胞、脂肪细胞和神经内分泌(NE)细胞等也都在 TME 中各司其职。MDSCs 可以抑制免疫细胞的活性,帮助肿瘤细胞躲避免疫攻击;MSCs 具有多向分化潜能,能分泌多种生长因子,影响肿瘤细胞的行为;内皮细胞参与血管生成,为肿瘤组织提供养分;脂肪细胞能通过分泌脂肪因子影响肿瘤细胞的代谢;NE 细胞则可能通过分泌神经递质等影响肿瘤细胞的生长和转移。

除了细胞成分,TME 中还存在着大量的细胞因子和生物活性物质。炎症细胞因子、血管生成因子和抗凋亡因子在这里高表达,它们共同营造了一个有利于肿瘤细胞生存和发展的环境。

二、肿瘤微环境与肿瘤细胞凋亡


细胞凋亡是细胞程序性死亡的过程,正常情况下,它能维持组织的稳态。然而,肿瘤细胞常常会逃避凋亡,而 TME 在这一过程中扮演了重要角色。TME 中的一些细胞,如 CAFs 和 TAMs,能分泌抗凋亡因子,这些因子可以激活肿瘤细胞内的抗凋亡信号通路,抑制促凋亡蛋白的表达,使得肿瘤细胞得以存活。例如,它们可能激活 PI3K-Akt 通路,该通路能抑制 Bad 蛋白的活性,阻止细胞色素 c 的释放,从而抑制细胞凋亡。

同时,TME 中的缺氧环境也是肿瘤细胞逃避凋亡的重要因素。缺氧会诱导肿瘤细胞产生一系列适应性反应,激活缺氧诱导因子(HIF),HIF 能调控多种基因的表达,促进肿瘤细胞的存活和增殖,还能增强肿瘤细胞对化疗药物的抵抗,使它们更难被凋亡信号所诱导。

三、肿瘤微环境与血管生成


肿瘤的生长和转移离不开新生血管的支持,TME 在血管生成过程中发挥着关键作用。肿瘤细胞和 TME 中的其他细胞会分泌多种血管生成因子,如血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)等。VEGF 就像血管生成的 “开关”,它能与内皮细胞表面的受体结合,激活一系列信号通路,促进内皮细胞的增殖、迁移和管腔形成。

此外,TME 中的炎症反应也能促进血管生成。炎症细胞释放的细胞因子可以调节血管生成相关基因的表达,改变细胞外基质的组成,为血管生成创造有利条件。而且,缺氧环境同样会刺激血管生成,缺氧诱导的 HIF 能上调 VEGF 等血管生成因子的表达,促使肿瘤组织周围生成更多的血管,为肿瘤细胞输送营养和氧气,也为肿瘤细胞的转移提供了 “通道”。

四、肿瘤微环境与肿瘤转移


肿瘤转移是癌症患者死亡的主要原因,TME 为肿瘤细胞的转移提供了诸多便利。首先,TME 中的细胞外基质成分和细胞因子可以重塑肿瘤细胞的微环境,使肿瘤细胞更容易脱离原发肿瘤灶。CAFs 分泌的基质金属蛋白酶(MMPs)能降解细胞外基质,帮助肿瘤细胞突破基底膜,进入循环系统。

TAMs 能分泌多种趋化因子和细胞因子,吸引肿瘤细胞向特定方向迁移,还能通过与肿瘤细胞的相互作用,促进肿瘤细胞的上皮 - 间质转化(EMT),使上皮细胞失去极性和细胞间连接,获得间质细胞的特性,从而具备更强的迁移和侵袭能力。

在肿瘤细胞进入循环系统后,TME 中的一些细胞因子和血小板等可以帮助肿瘤细胞在远处器官定植。例如,TME 中的转化生长因子 -β(TGF-β)能调节肿瘤细胞和微环境细胞的行为,促进肿瘤细胞在转移部位的存活和增殖,最终形成转移瘤。

五、肿瘤微环境与肿瘤耐药


肿瘤耐药是肿瘤治疗面临的一大难题,TME 在其中起到了推波助澜的作用。TME 中的缺氧环境会使肿瘤细胞代谢发生改变,降低药物的摄取和代谢,同时激活一些耐药相关蛋白的表达。例如,缺氧会诱导多药耐药蛋白 1(MDR1)的表达,MDR1 能将进入肿瘤细胞的化疗药物泵出细胞外,导致肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性。

此外,TME 中的细胞与肿瘤细胞之间的相互作用也会导致耐药。CAFs 可以分泌一些生长因子和细胞外基质成分,保护肿瘤细胞免受化疗药物的损伤。Tregs 和 MDSCs 等免疫抑制细胞的存在,会抑制免疫系统对肿瘤细胞的杀伤作用,使得肿瘤细胞在药物攻击下仍能存活。而且,TME 中的炎症细胞因子也可能通过调节肿瘤细胞内的信号通路,增强肿瘤细胞的耐药性。

综上所述,肿瘤微环境在肿瘤细胞的凋亡、血管生成、转移和耐药等多个关键进程中都发挥着至关重要的作用。深入了解 TME 的作用机制,为开发更有效的肿瘤治疗策略提供了新的方向。未来的研究可以针对 TME 中的关键细胞和信号通路,设计靶向治疗药物,打破肿瘤细胞与 TME 之间的 “邪恶联盟”,有望提高肿瘤的治疗效果,为癌症患者带来新的希望。科研人员们正在不断努力探索,相信在不久的将来,我们能在肿瘤治疗领域取得更大的突破,战胜这一威胁人类健康的 “顽疾”。
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