综述:细胞外囊泡介导的NLRP3信号在癌症中的作用

【字体: 时间:2025年10月02日 来源:Experimental Cell Research 3.5

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  本综述系统阐述了细胞外囊泡(EVs)作为NLRP3炎症小体信号传导载体在癌症免疫病理发生中的核心作用,重点揭示了其通过重塑肿瘤微环境(TME)、形成转移前龛(PMN)和介导免疫逃逸促进肿瘤转移的机制,为靶向EV-NLRP3通路开发新型癌症诊疗策略提供了理论依据。

  
Biogenesis of extracellular vesicles
肿瘤来源的细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)富含与炎症小体相关的关键蛋白,包括NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、半胱天冬酶-1(caspase-1)以及细胞因子如白细胞介素-1β(IL-1β)和IL-18。EVs主要包括两大类:小EVs(sEVs或外泌体,直径约30–150 nm)和大EVs(lEVs或微囊泡)。研究表明,在代谢综合征模型中,lEVs富含NLRP3和caspase-1,而sEVs则主要携带IL-1β和ASC。肿瘤细胞通过分泌这些载有特定分子的EVs,将其功能信号传递至受体细胞,从而在肿瘤进展中发挥重要作用。
Systemic trafficking of EV-NLRP3 cargoes to immune and stromal compartments
NLRP3炎症小体是先天免疫系统中的关键胞质多蛋白复合物,由NLRP3受体、ASC衔接蛋白和 pro-caspase-1 组成。它能被多种信号激活,包括病原体相关分子模式(PAMPs)、损伤相关分子模式(DAMPs)等。活化的caspase-1会切割并活化IL-1β和IL-18前体,并诱导细胞焦亡。肿瘤来源的EVs能够将NLRP3炎症小体组分作为货物进行系统性运输,将其递送至体内的免疫细胞(如巨噬细胞)和基质细胞。这种递送重新编程了靶细胞的代谢和功能,为转移定植创造了有利条件。例如,载有NLRP3的EVs可以激活受体细胞中的炎症小体,导致促炎因子释放和免疫抑制性细胞招募,从而促进远处器官中转移前微环境的形成。
EV-NLRP3 crosstalk in the tumor microenvironment (TME)
肿瘤微环境(TME)是一个由肿瘤细胞、免疫细胞、成纤维细胞、内皮细胞和细胞外基质组成的复杂动态生态位。EVs是介导TME中细胞间通讯的关键调节因子,能调控免疫反应、炎症和肿瘤进程。EVs与NLRP3炎症小体之间的相互作用尤为引人注目。一方面,活化的NLRP3会促进IL-1β等细胞因子的释放,这些因子又能影响EVs的生成和内容物。另一方面,来自应激或肿瘤细胞的EVs可以传递DAMPs或其他炎症小体激活刺激物,敏化受体细胞的表面受体,触发炎症反应。这种EV介导的串扰使得炎症得以从局部传播至远端组织,在癌症的免疫病理发生中扮演了重要角色。
EV-NLRP3 signaling in pre-metastatic niche formation
转移前龛(PMN)是为即将到来的转移肿瘤细胞准备的许可性微环境,其形成涉及免疫调节、细胞外基质重塑、血管生成和炎症等多个步骤。EVs介导的细胞间通讯被认为是PMN形成的关键贡献者。肿瘤源性EVs通过携带NLRP3信号成分,能够系统性地改造远处的二级部位。它们促进细胞外基质重塑、血管生成,并招募免疫抑制细胞(如髓源性抑制细胞MDSCs和调节性T细胞Treg)。这一系列过程共同许可了转移定植的发生,同时削弱了机体的抗肿瘤免疫监视。此外,这种EV介导的通讯还能通过下调抗原呈递细胞和激活NLRP3依赖的免疫抑制通路,帮助肿瘤细胞逃避免疫检测。
Targeting or harnessing the NLRP3 inflammasome
NLRP3炎症小体在肿瘤微环境中扮演着双重角色,既能促进肿瘤发生,也可能抑制癌症进展,这高度依赖于具体背景。靶向调节NLRP3已成为一个潜在的治疗策略,其方式包括减弱肿瘤支持性炎症或通过调节NLRP3来诱导抗肿瘤免疫。目前,针对NLRP3的小分子和生物抑制剂正在开发中。此外,基于对EV和炎症小体相互作用的了解,新的治疗思路正在涌现,例如:阻断EV的释放或摄取;设计工程化EVs,以选择性地将炎症小体抑制剂递送至病变组织。尽管仍处于实验阶段,但初步数据表明,对caspase-4/5/NLRP3依赖性EV分泌进行操纵具有治疗可行性。
Unanswered questions and future perspectives
EVs与NLRP3炎症小体之间的关系是影响转移和PMN确定的一个重要但尚不明确的轴心。EVs携带的内容物复杂多样,包括蛋白质、核酸、脂质、代谢物等,其具体组成取决于亲本细胞的生理状态,并对受体细胞产生不同影响。在癌症中,许多肿瘤来源的EVs像哨兵一样,在转移发生前很久就已在远处器官为肿瘤细胞的到来做好了准备。未来的研究需要进一步剖析EV-NLRP3在不同癌症中的相互作用和背景特异性角色,这将有助于识别新的生物标志物和治疗靶点,从而开发出预防转移和增强免疫疗法效果的新策略。
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