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综述:肺特异性转移——肿瘤细胞与肺微环境的协同进化
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月17日 来源:Molecular Cancer 27.7
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这篇综述系统阐述了肺转移的分子机制和微环境调控,创新性提出"肿瘤-肺转移互惠共生"(RTLMS)理论框架,揭示了肿瘤细胞通过外泌体(EVs)、整合素(integrins)和趋化因子(CXCL12等)与肺微环境形成双向调控网络,重点解析了转移前生态位(PMN)形成、肿瘤定植、休眠与再激活等关键环节,为开发靶向肺转移的干预策略提供了新视角。
肺作为转移靶器官的疾病负担与易感性
肺是多种恶性肿瘤转移的优先靶器官,临床数据显示75-85%的骨肉瘤、45.2%的肾细胞癌(RCC)和31.7%的结直肠癌(CRC)患者会发生肺转移。这种器官趋向性(organotropism)与肺独特的解剖生理特征密切相关:薄层血-气屏障的结构脆弱性、丰富的血流供应以及毛细血管网的特殊结构,为循环肿瘤细胞(CTCs)滞留提供了物理基础。吸烟等环境因素通过诱导TP53和AKR1B10基因突变、促进铁死亡和上皮细胞衰老,塑造促炎微环境;而病原体感染通过中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)形成和炎症介质释放,进一步破坏肺免疫监视功能。
肿瘤细胞的肺转移潜能决定因素
基因组学研究揭示了驱动肺转移的关键基因:乳腺癌(BC)中的HER2/ErbB受体配体外调节蛋白(epiregulin)、CRC中的KRAS和PIK3CA突变、前列腺癌(PCa)中的PTEN缺失等。表面分子谱分析发现,整合素家族(αvβ3、α5β1等)通过介导肿瘤细胞与肺血管内皮细胞(ECs)的粘附,是决定器官趋向性的核心分子。值得注意的是,黑色素瘤细胞通过表达肺内皮细胞粘附分子-1(Lu-ECAM-1)实现特异性肺归巢,而肾癌细胞则利用二唾液酸半乳糖基球蛋白苷(DSGG)与肺唾液酸粘附受体结合。
肿瘤与肺微环境的默契协作
基于"肿瘤-肺转移互惠共生"(RTLMS)理论,转移过程呈现动态协同进化特征。原发性肿瘤通过分泌外泌体(EVs)和肿瘤衍生分泌因子(TDSFs)远程重编程肺微环境:乳腺癌来源的外泌体整合素α6β4引导肺成纤维细胞活化;肝癌细胞分泌的LOXL2通过上调MMP9和CXCL12促进细胞外基质(ECM)重构;而三阴性乳腺癌(TNBC)的外泌体PD-L1则诱导肺间质巨噬细胞的免疫抑制表型。肺微环境则通过分泌CXCL12/SDF-1α、骨桥蛋白等趋化因子形成化学梯度,主动招募CXCR4+或CD44+肿瘤细胞。
转移定植的微环境支持机制
成功定植的肿瘤细胞需突破多重屏障:肺内皮细胞通过VE-钙黏蛋白连接松动增强通透性,VCAM-1介导的α4β1整合素信号招募内皮祖细胞(EPCs)促血管生成;肺泡II型上皮细胞(AT2)分泌棕榈酸酯通过CPT1a依赖的β-氧化提供代谢支持;而M2型巨噬细胞则通过TGF-β信号抑制CD4+T细胞功能。肿瘤细胞通过激活RGCC/PLK1/AMPKα2信号轴增强线粒体氧化磷酸化,或利用tRNA片段(tRFs)稳定代谢转录本,实现代谢适应性重编程。
转移休眠与再激活的调控开关
NR2F1核受体通过诱导SOX9和RARβ表达维持休眠表型,而ZFP281转录因子则协调TWIST1介导的间质样休眠程序。肺微环境中,I型肺泡上皮细胞(AT1)接触、BMP信号和凝血酶敏感蛋白-1(TSP-1)构成休眠诱导信号;而衰老肺成纤维细胞分泌的sFRP1通过抑制Wnt通路、激活AXL-MER轴促使休眠细胞再激活。值得注意的是,靶向治疗可调控休眠状态:DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞苷(AZA)联合全反式维甲酸(atRA)通过增强TGF-β-SMAD4信号维持休眠,而抗氧化转录因子NRF2的激活则通过核苷酸代谢重编程促进复发。
转化医学展望
单细胞测序和空间转录组技术将助力解析转移克隆的时空异质性,而器官芯片(organ-on-a-chip)模型为验证靶向策略提供微生理系统。未来研究应聚焦:建立从肿瘤发生到转移的多组学图谱,开发阻断PMN形成的纳米载体,以及针对肺特异性代谢弱点(如乳酸脱氢酶LDH活性)设计干预方案。特别需要关注神经系统调控和肿瘤内共生菌等新兴领域在肺转移中的作用,以完善RTLMS理论框架并开发创新疗法。
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