肿瘤相关巨噬细胞在原发性肝癌发生发展中的作用
J■nnIqZZ
临床kTIl旦病杂志第32卷第7期2016年7月JCAinHepatol,V01.32No.7。JuI。2016
肿瘤相关巨噬细胞在原发性肝癌发生发展中的作用
陈伟1,周
赘2,龚建平2
(1重庆渝北区中医院肝胆外科,重庆400010;2重庆医科大学附属第二医院肝胆外科,重庆400010)
摘要:近年来,炎症反应与肿瘤的关系受到了广泛关注。肿瘤相关巨噬细胞fTAM)对肿瘤的生长增殖、代谢转移等都具有重要作用,许多研究表明TAM多为M2表型,已经证实其在原发性肝癌中具有促进肿瘤生长、代谢、转移及血管生成等作用。通过促M2型巨噬细胞向Ml型转化,改交了肝癌细胞的一些生物学表现,这也许可能成为一种新的肝癌治疗策略。就近年来TAM与原发性肝癌进展的相关性研究进展及可能的治疗方案作一概述。
关键词:肝肿瘤;巨噬细胞;综述中图分类号:R735.7
Roleof
文献标志码:A
文章编号:1001—5256(2016)07—1422—03
tumor——associatedmacrophagesindevelopmentandprogressionofprimaryHvercancer
Hepa幻bilmrySurgery,YubeiDistrictHospital
CHENWei,ZHOUYun,GONGChongqing
fianping.(DepartmentofofTraditionalChineseMedicine,
400010,China)
Abstract:Therelationshipbetweeninflammatoryresponseandtumorhasgainedgreatattentioninrecentyears.Tumor—associatedmacro—
phages(TAMs)play
TAMshave
an
an
importantrole
can
in
tumorgrowth,proliferation,metabolism,andmetastasis.Manystudieshaveconfirmedthatmost
tumorgrowth,metabolism,metastasis,andangiogenesisinprimarylivercancer.Thetransfor-
a
M2phenotypeand
promote
marionofM2macrophagesintoM1macrophageschangesthebiologicalmanifestationsofhepatomacells,whichmaybecome
ticstrategy
cancer,as
new
therapeu・
forlivercancer.ThisarticlereviewstheresearchadvancesintheassociationbetweenTAMsandtheprogressionofprimaryliverwell
as
possibletherapeutic
regimens.
Keywords:liverneoplasms;macrophages;review
原发性肝癌(以下简称肝癌)在全球恶性肿瘤发病率中居第5位,病死率居第3位。随着医疗技术的不断提高,肝癌的治疗效果也得到了提升,但总体疗效仍不太乐观。在肿瘤切除甚至肝移植后,肿瘤复发、转移也很常见。实体肿瘤由多种成分组成,包括肿瘤细胞、炎性细胞、细胞外基质、成纤维细胞以及内皮细胞等,其中炎性细胞对肿瘤的生长增殖、代谢转移等都具有重要作用。在肿瘤浸润的白细胞中,巨噬细胞占较大比例,它们大部分由外周血单核细胞迁移、分化而来。巨噬细胞具有很好的可塑性,在不同的肿瘤微环境中可以以不同的方式向Ml或M2型极化。脂多糖、干扰素(IFN)Y等可以促进巨噬细胞向M1型极化(经典活化);白细胞介素(IL)4、IL一3、转化生长因子(TGF)B等可促进巨噬细胞向M2型极化(替代活化)。M1型巨噬细胞具有较强吞噬、促炎及抗肿瘤活性,M2巨噬细胞有抗炎、促肿瘤的活性¨。。以往认为肿瘤相关巨噬
细胞(tumor
associated
macrophage,TAM)主要起到抑制肿瘤生
长的作用,但近年来的研究旧。表明,TAM以M2表型为主,在肿瘤中起促进肿瘤生长、转移及血管生成等作用,主要集中在肿瘤的边缘,呈Argl、CD206阳性。一些研究口“1表明,肿瘤组织中大量的TAM浸润提示预后较差。
1
TAM的募集
未成熟的单核细胞由骨髓释放入外周血,并最终进入组
织,进而分化为成熟的单核巨噬细胞,单核巨噬细胞在趋化因子的诱导下逐渐进入损伤组织和肿瘤组织中,而后产生炎症反应。依据分子结构中氨基酸半胱氨酸残基排列顺序,趋化因子可分为4类:C、CC、CXC以及CX3C,其趋化因子受体分别为XCR、CCR、CXCR和CX3CR。目前已经确定了50种不同的趋化因子和20种不同的趋化因子受体,巨噬细胞几乎表达所有的趋化因子受体。在肝组织损伤后,肝细胞、星状细胞、巨噬细胞及内皮细胞可以释放CC类趋化因子受体配体CCL2(MCP~
doi:10.3969/j.issn.1001—5256.2016.07.048
收稿日期:2016一01—27;修回日期:2016—03-01。
作者简介:陈伟(1964一),男,副主任医师,主要从事肝胆外科方西
的研究。通信作者:龚建平,电子信箱:gongjianpingll@126.tom。
1),其释放可以募集CCR2阳性的骨髓源性巨噬细胞。在慢性肝病中,CCL2一CCR2趋化因子系统在促炎、促纤维化、促血管生成以及促癌的微环境中具有很重要的作用”1。
CCL5(RANrrES)是一种可诱导的分泌型小分子量炎症细
万方数据
陈伟,等.肿瘤相关巨噬细胞在原发性肝癌发生发展中的作用
1423
胞因子,星状细胞或部分肿瘤细胞等都可以分泌CCL5,其受体有CCRl、CCR3和CCR5。CCL5发挥作用的途径有2种:第1种方式为CCRl受体依赖的途径,分泌的CCL5募集CCRl高表达的巨噬细胞迁移进入受损的肝脏组织,进而激活星状细胞,产生促纤维化作用;第2种方式为CCR5受体依赖的途径,CCl5促进星状细胞迁移至受损部位,被募集的星状细胞又可以募集Kupffer细胞和其他的星状细胞,并激活随后迁移到受损部位的星状细胞,以达到促纤维化的作用MJ。另一项实验¨1也表明,CCR5/RANTES系统在巨噬细胞募集方面起着重要作用。
2
TAM与肿瘤生长
Yah等…研究证实了肝癌患者外周血单核细胞及肿瘤组
织中的M2型巨噬细胞均高表达Tim一3基因。在细胞实验中,敲除Tim一3的M2型巨噬细胞与Hepl一6肿瘤细胞共培养,结果显示对照组肿瘤细胞生长速度快于Tim一3敲除组,其机制为M2表型的巨噬细胞通过激活核因子一KB(NF—KB)通
路,诱导IL一6的产生,IL一6具有促进肿瘤细胞生长的作用,
使用IL一6拮抗剂可以阻断该效应。同时在动物实验中,将Tim一3基因敲除后的巨噬细胞与H22肝癌细胞同时注射到BALB/c小鼠皮下,结果显示对照组的成瘤尺寸显著高于Tim一3敲除组。
3
TAM与肝癌细胞的转移
TAM通过基质重塑能力促进肿瘤的侵袭和转移,TAM分
泌基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase,MMP)、丝氨酸蛋白酶及半胱氨酸组织酶,损害胞外基质、基底膜以及细胞间的连接作用,达到刺激肿瘤侵袭和转移的作用¨1。以前认为MMP一9由肝癌细胞分泌,但最近的一项研究一。证实MMP一9主要由TAM分泌,MMP一9能引起基质重塑,其高表达能够提高肿瘤的侵袭和转移性。
IL一6是巨噬细胞分泌的具有多种生物学功能的细胞因子。许多研究表明,肿瘤微环境中的IL一6可以促进肝癌的发生发展。最新的一项研究¨叫表明IL一6/STAT3信号通路激活并刺激下游的长链非编码RNAlncTCF7转录的过程与IL一6诱导的肿瘤上皮间质转化及增强肿瘤侵袭性有关。有文献…o报道乳腺肿瘤细胞通过分泌克隆形成刺激因子1可以促进巨噬细胞分泌表皮生长因子(epidermal
growth
factor,EGF),EGF
又可以产生促进肿瘤细胞转移的作用。另外,有文献¨’”o报道活化的巨噬细胞分泌IL一6是依赖于NF—IcB信号通路,若阻断该通路,IL一6分泌会被明显抑制。还有一些由巨噬细胞分泌的细胞因子如:IL一1、肿瘤坏死因子(rI孙限)、EGF等也被证明具有促进肿瘤转移的潜能喁,1…。
TAM的血管生成作用
肿瘤血管的生成与肿瘤生长代谢、侵袭、转移等生物学特
性都有非常重要的关系,常见的促血管生成因子有血管内皮生长因子(vascular
endothelial
growth
factor,VEGF)、EGF、TGFl3、
万方数据
IL一8和NO等,而血管抑制素、内皮抑制素和肿瘤抑制素等可以促进内皮细胞的凋亡,引起血管的退化。此外,内皮细胞拥有较好的基因稳定性,很少发生基因突变,因此内皮细胞对抗血管生成药物有较低的敏感性¨3|。
肝癌组织中,由于肝癌细胞生长快,但血管形成慢于肿瘤生长的速度,很容易出现低氧的状态,这种状态下,TAM会表达大量的低氧诱导因子(hypoxia
inducible
factor,HIF)1【14],
HIF一1是最重要的促血管生成因素之一。低氧条件下,HIF—l可以直接激活VEGF的转录,VEGF是很强的促血管生成因子,可以促进血管内皮细胞分化、增殖、迁移。HIF一1还能够诱导基质源性因子1、血管生成素2、胎盘生长因子以及血小板源性生长因子B等细胞因子的分泌,从而达到促进血管生成的作用¨“。此外,HIF一1在肝癌中还具有促细胞增殖、加快细胞周期的作用¨…。
5
TAM与预后
一项包含968例接受根治性肝癌切除术患者的研究¨6|,
根据瘤旁的巨噬细胞集落刺激因子(macrophage
colony—stimu—
lating
factor,M—CSF)含量以及巨噬细胞的密度将患者分为4
组:I组(44例),低M—CSF,低巨噬细胞密度;II组(33例),高M—CSF,低巨噬细胞密度;III组(8例),低M—CSF,高巨噬细胞密度;IV组(18例),高M—CSF,高巨噬细胞密度。分析各组的5年生存率(overallsurvival,OS)及无病生存率(disease—
free
survival,DFS),其中I组患者OS及DFS分别为80%和
67%,而Ⅳ组患者为11%和o。提示瘤旁M—CSF及巨噬细胞高含量可能与肝癌的进程、肿瘤复发率、切除术后的不良预后等有关。Capece等Ⅲ1报道STAT3信号通路的过度激活也预示着不良预后,STAT3主要调节巨噬细胞的转录,可以被细胞因子、激素或者生长因子等激活,正常情况下STAT3信号通路的激活是被严格控制的,其持续性激活与巨噬细胞向M2型极化有关。另外,TAM分泌的细胞因子如IL一6、EGF受体等也与肝癌的不良预后相关。6与TAM相关的治疗策略
近年来,意识到TAM在肝癌的进程中起着推波助澜的作用,所以开展了很多关于促进M2型巨噬细胞向M1型复极化的相关研究。Mao等¨8。研究显示,甘草酸可以上调CCR7表达,促进TNFa、IL一12、IL一6和NO的产生(Ml型巨噬细胞标志物),并且下调MR、Yml、Argl表达(M2型巨噬细胞标志物),该效应主要依赖于JNK和NF—KB通路的激活。Tosello—Trampont等¨引报道了在非酒精性肝硬化小鼠模型中,NKp46+DX5+的自然杀伤细胞通过产生IFNT促进巨噬细胞向M1型极化,阻止向M2型极化从而防止肝硬化的进程。同时,Farooque等啪1研究证明2一脱氧葡萄糖联合放疗可以促进体内巨噬细胞向M1型极化。Downey等嵋1发现IFN基因刺激物拮抗剂、二甲基磺醌醋酸(DMXAA)、2'3’一cGAMP均可促进M2向M1型巨噬细胞复极化,同时,其研究还表明复极化的TAM可以抑
4
-月n月
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临床肝胆病杂志第32卷第7期2016年7月J
Clin
Hepatol。V01.32№.7。Jul.2016
制肿瘤生长;DMXAA处理的M2型巨噬细胞向M1型转化后有抗肿瘤效应。Yan等‘11通过敲除促M2型巨噬细胞的Tim一3基因,也成功诱导了M2型巨噬细胞向M1型转化,并且将Tim一3敲除的巨噬细胞与肝癌细胞株一同注射入裸鼠皮下进行成瘤实验,观察到注射了Tim一3敲除的巨噬细胞皮下成瘤明显小于对照组。7结论与展望
M1和M2型巨噬细胞在肿瘤的发生发展中起着非常重要的作用,促进M2型巨噬细胞向M1型复极化为肝癌的治疗提供了新的思路,但是M1型巨噬细胞的强力促炎效应也可能引发新的问题,如何精密控制Ml型巨噬细胞的促炎症效应强度,减轻促炎效应产生的影响,最终达到理想的抑癌效果还需要进一步的探索。
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(本文编辑:葛俊)