综述:从 “沉默伙伴” 到潜在治疗靶点:结直肠癌中巨噬细胞的探索之旅

【字体: 时间:2025年03月08日 来源:Cancer Immunology, Immunotherapy 4.6

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  研究人员针对肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)在结直肠癌(CRC)中的作用开展研究,发现其可成潜在治疗靶点,意义重大。

  在人体这个复杂的 “战场” 上,结直肠癌(Colorectal Cancer,CRC)正悄然成为威胁人类健康的一大劲敌。CRC 通常起源于大肠内表面的良性息肉,随着时间推移,部分息肉发生肿瘤性转化,进而发展成癌症,它在全球范围内的高死亡率使其成为第三大常见死因。
目前,CRC 的治疗面临诸多困境。一方面,现有的治疗手段,如手术、化疗、放疗和精准药物治疗等,虽各有成效,但因肿瘤的复杂性和个体差异,治疗效果参差不齐。另一方面,肿瘤微环境(Tumor Microenvironment,TME)对 CRC 的进展影响巨大,其中肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-Associated Macrophages,TAMs)更是扮演着极为关键的角色,然而人们对其具体机制却知之甚少。TAMs 在肿瘤的发生、发展过程中究竟发挥着怎样的作用?能否将其作为新的治疗靶点,开辟 CRC 治疗的新路径?这些问题亟待解决。

为了探寻答案,浙江大学医学院附属第四医院、浙江大学医学院附属第二医院的研究人员 Hayat Khizar、Kamran Ali、Jianwei Wang 等开展了相关研究,研究成果发表在《Cancer Immunology, Immunotherapy》杂志上。该研究深入剖析了 TAMs 在 CRC 中的复杂角色,为将其开发为潜在治疗靶点提供了理论依据,有望为 CRC 患者带来新的希望。

研究人员采用了多种技术方法。在细胞和分子水平研究中,运用了基因编辑技术,通过对相关基因的调控来探究其对巨噬细胞功能的影响;利用细胞培养技术,模拟肿瘤微环境,观察巨噬细胞在其中的行为变化;还借助了多组学技术,如转录组学、蛋白质组学和代谢组学,全面分析巨噬细胞在疾病进展中的作用机制。此外,在动物实验方面,使用了临床前模型,如小鼠模型,进行药物干预实验,评估各种治疗策略的效果。

研究结果如下:

  1. TAMs 在 CRC 中的复杂角色
    • 促肿瘤作用:肿瘤细胞和其他基质成分释放趋化因子和生长因子,吸引巨噬细胞至肿瘤部位,这些巨噬细胞受微环境影响,呈现出 M2 型巨噬细胞的促肿瘤特征。TAMs 可释放血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF)、白细胞介素 - 8(Interleukin-8,IL-8)等促血管生成物质,促进肿瘤血管生成;分泌蛋白水解酶,如基质金属蛋白酶(Matrix Metalloproteinases,MMPs)等,增强癌细胞的侵袭和转移能力;释放免疫抑制细胞因子 IL-10 和转化生长因子 -β(Transforming Growth Factor-β,TGF-β),抑制机体的抗肿瘤免疫反应;还能维持癌症干细胞(Cancer Stem Cells,CSCs)的自我更新和干细胞特性,促进肿瘤的发生和发展。
    • 抗肿瘤作用:在肿瘤发展的早期阶段和特定微环境条件下,巨噬细胞也能发挥抗肿瘤作用。它们可以识别并清除肿瘤细胞,通过产生活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)、一氧化氮(Nitric Oxide,NO)和肿瘤坏死因子 -α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)等细胞毒性物质,直接杀伤肿瘤细胞;还能摄取肿瘤特异性抗原和应激标记分子,激活机体的免疫反应,促进抗肿瘤 T 细胞的活化。

  2. 影响 TAMs 表型和功能的因素
    • 缺氧和代谢重编程:肿瘤周围的缺氧环境会影响巨噬细胞的行为,缺氧诱导因子 - 1α(Hypoxia-Inducible Factor-1α,HIF-1α)转录因子的稳定会促使巨噬细胞向促肿瘤表型转化。同时,肿瘤微环境中的代谢变化,如糖酵解增强和脂质代谢改变,也会影响巨噬细胞的活化和表型。
    • 细胞因子和趋化因子信号:细胞因子 IL-4、IL-13 等可诱导巨噬细胞向 M2 型分化,而干扰素 -γ(Interferon-γ,IFN-γ)则促进其向 M1 型转化。趋化因子 CCL2 和 CCL5 等也能影响巨噬细胞的表型和功能。
    • 与其他免疫细胞的相互作用:巨噬细胞与 T 细胞、自然杀伤细胞(Natural Killer Cell,NK 细胞)和癌症相关成纤维细胞(Cancer-Associated Fibroblasts,CAFs)等免疫细胞的相互作用,会影响其极化和功能。

  3. 针对 TAMs 的潜在治疗策略
    • 抑制巨噬细胞的招募和浸润:通过阻断趋化因子信号通路,如使用 CCL2 抑制剂和集落刺激因子 1 受体(Colony-Stimulating Factor 1 Receptor,CSF-1R)抑制剂,可减少巨噬细胞向肿瘤微环境的募集;针对巨噬细胞依赖的黏附分子和整合素进行靶向治疗,也能抑制其招募和功能。
    • 将巨噬细胞转化为具有抗肿瘤能力的细胞:使用 Toll 样受体(Toll-Like Receptor,TLR)激动剂,如 Resiquimod 和 CpG ODN,可刺激巨噬细胞,促进其向 M1 型极化;基于药物的疗法,如针对 CD40 蛋白的治疗,可改变巨噬细胞的功能,增强机体的抗肿瘤免疫力;调节巨噬细胞的代谢途径,如使用 2 - 脱氧葡萄糖(2-Deoxyglucose,2-DG)等,也能使其转变为抗肿瘤状态。
    • 直接靶向促肿瘤巨噬细胞:采用抗体疗法,如针对 CSF-1R 的 cabiralizumab,可选择性地清除促肿瘤巨噬细胞;基于纳米颗粒的递送方法,可将毒素精准地输送到促肿瘤巨噬细胞,抑制肿瘤生长。
    • 联合治疗:将针对 TAMs 的治疗与化疗、免疫治疗、放疗或调节肠道菌群相结合,可提高治疗效果,克服肿瘤的异质性和耐药性。


研究结论表明,TAMs 在 CRC 的进展和生长中起着至关重要的作用。通过精准调控 TAMs 的特征和功能,有望克服现有治疗的耐药性问题,显著提高治疗效果。此外,预测生物标志物和基于巨噬细胞的治疗方法的进步,可能会极大地改善 CRC 的管理,提高患者的生存率。然而,目前针对 TAMs 的研究仍面临一些挑战,如巨噬细胞的异质性和可塑性导致治疗靶点难以精准确定,部分治疗策略缺乏特异性,可能会影响有益的巨噬细胞群体或其他免疫细胞等。未来,仍需进一步深入研究 TAMs 在 CRC 中的作用机制,探索更有效的治疗策略,以实现 CRC 治疗的重大突破,为患者带来更好的治疗前景。

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