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腫瘤相關(guān)成纖維細胞與抗腫瘤治療的耐藥性

前言

腫瘤相關(guān)成纖維細胞(CAF)是腫瘤微環(huán)境(TME)的重要組成部分,具有多種功能,如細胞外基質(zhì)(ECM)重塑、代謝和血管生成的調(diào)節(jié),以及通過產(chǎn)生生長因子、細胞因子和趨化因子與癌細胞和浸潤性免疫細胞的相互作用。

在TME環(huán)境中,CAF表現(xiàn)出具有相對特異性標記物的形態(tài)和功能轉(zhuǎn)變,并具有促進腫瘤發(fā)生、發(fā)展和對多種治療策略產(chǎn)生耐藥性的作用,包括化療、放療、靶向治療、抗血管生成治療、免疫治療和內(nèi)分泌治療。因此,CAF本身以及下游效應器和/或信號通路是優(yōu)化抗癌治療敏感性的潛在重要靶點。

CAF的起源和表型異質(zhì)性

新的證據(jù)表明,CAF起源于異質(zhì)細胞群體在各種內(nèi)在和外在因素影響下的結(jié)構(gòu)和功能改變。組織駐留的成纖維細胞、骨髓間充質(zhì)干細胞(MSCs)、上皮細胞和內(nèi)皮細胞可能通過TGF-β、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)或內(nèi)皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EndMT)轉(zhuǎn)化為CAF。CAF也可以從脂肪細胞或周細胞的轉(zhuǎn)分化進化而來,基質(zhì)細胞缺乏維生素可能會誘導α-SMA的上調(diào)和向CAF的分化。此外,CAF可以從癌細胞在原發(fā)和轉(zhuǎn)移部位招募的多種前體細胞中獲得,包括癌癥干細胞(CSCs)。

除了最初的異質(zhì)性外,CAF激活的不同來源也會影響表型異質(zhì)性。組織學上,活化的CAF呈紡錘狀,有顯著的核仁、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、縫隙連接和細胞質(zhì)肌絲。在這個階段,激活的細胞通常以特定于環(huán)境的方式表現(xiàn)出廣泛不同的生物標記物的表達。盡管并非僅限于CAF,但一些表面標記物的表達模式,如α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)、鐵死亡抑制蛋白1(FSP1)、富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(SPARC)、血小板衍生生長因子β(PDGF-β)和整合素α11,可用于CAF的識別。

CAF的促瘤和抑瘤作用

CAF的主要作用是以高度協(xié)調(diào)的模式重塑和再生組織。在TME的背景下,CAF通過創(chuàng)造一個促炎癥、免疫抑制和富氧的微環(huán)境來促進腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。在腫瘤發(fā)生的早期階段,腫瘤源性IL-1β誘導CAF活化,以NF-κB依賴的方式協(xié)調(diào)促瘤炎癥。此外,CAFs的免疫抑制特性通過促進免疫逃避促進腫瘤生長。一些CAF亞群可通過表達PD-L1或分泌前列腺素E2直接使免疫系統(tǒng)失活。除了對免疫細胞產(chǎn)生直接影響外,CAF還參與構(gòu)建細胞外基質(zhì)蛋白網(wǎng)絡,作為治療藥物和免疫細胞到達腫瘤的物理屏障。此外,CAF通常會上調(diào)缺氧誘導的血管生成調(diào)節(jié)因子(HIAR)的表達,這可以增加CAF的運動性和血管內(nèi)皮生長因子A(VEGFA)的分泌,并進一步促進血管生成,從而促進腫瘤的氧合和營養(yǎng)流動。

除了促進腫瘤的作用外,CAF在某些情況下還參與腫瘤抑制。例如,研究發(fā)現(xiàn),在胰腺導管腺癌(PDAC)的基因工程小鼠模型中,清除CAF會導致低分化腫瘤和生存期縮短,這表明音猬因子驅(qū)動的CAF可以抑制腫瘤生長進展。進一步的研究表明,隨著CSCs數(shù)量的增加,CAFs的缺失會導致侵襲性腫瘤,并降低體內(nèi)生存率。最近,CD146+CAF、CAV1highCAF和PDGFRα+Saa3-CAF已被確定為乳腺癌中的腫瘤抑制性CAF亞群。

CAF誘導的抗腫瘤耐藥性及其機制

CAF與抗癌治療的敏感性高度相關(guān),根據(jù)Meads等人提出的分類法,CAF介導的耐藥性可大致分為可溶性和分泌因子介導的耐藥性(SFM-DR)以及細胞粘附介導的耐藥性(CAM-DR)。SFM-DR由CAF產(chǎn)生的細胞因子、趨化因子、生長因子、外泌體和促結(jié)締組織增生反應介導,這些反應可保護癌細胞免受藥物誘導的凋亡,而CAM-DR則由癌細胞整合素粘附到基質(zhì)成纖維細胞或ECM組分(如纖維連接蛋白、膠原和層粘連蛋白)介導。

一方面,在旁分泌調(diào)節(jié)因子的幫助下,包括細胞因子(TGF-β、TNF-α、IL-1等)、趨化因子以及由CAF和癌細胞分泌的生長因子,CAF有助于構(gòu)建一個適合腫瘤血管生成、轉(zhuǎn)移和治療抗性的環(huán)境,從而有利于腫瘤生長。另一方面,作為TME的主要成分,CAF作為治療屏障,在實體癌治療中防止抗癌藥物和免疫細胞浸潤。

靶向CAF的抗腫瘤治療策略

CAF在癌癥發(fā)展過程中發(fā)揮的促瘤作用使其成為抗癌治療的理想靶點。CAF導向的抗癌策略通?煞譃榘邢駽AF的腫瘤促進功能、下游效應器和CAF激活表型的正;。

抗CAF治療主要集中在通過靶向特定表面標記物去除CAF,例如成纖維細胞活化蛋白(FAP)。以FAP+CAF為目標的DNA疫苗增加了CD8+和CD4+T細胞在腫瘤內(nèi)的浸潤。進一步的策略,如FAP-CAR-T細胞治療和FAP靶向溶瘤腺病毒促進針對FAP+CAF的特異性免疫攻擊,上調(diào)促炎細胞因子,增加抗原呈遞、T細胞功能以及轉(zhuǎn)運,從而增強抗腫瘤療效。

Simlukafusp alfa(FAP-IL2v,RO6874281/RG7461)是一種免疫細胞因子,包含針對FAP的抗體和對IL-2Rβγ具有偏向性親和力的IL-2變體。它被證明是一種有效的免疫細胞因子,在體外和體內(nèi)增強了基于T細胞和NK細胞的不同癌癥免疫療法的療效。

另一種策略是靶向CAF的下游效應器和/或信號通路,包括CAF衍生的細胞因子和趨化因子。例如,針對IL-6、IL-6R和IL-6下游JAK/STAT3信號通路的藥物已被FDA批準用于骨髓增生性疾病和自身免疫性疾病,以抑制FAP+CAF誘導促炎細胞因子和促血管生成因子,它們增加癌細胞增殖和轉(zhuǎn)移,并負性調(diào)節(jié)T細胞和NK細胞毒性活性。

除IL-6外,靶向TGF-β信號的治療劑還可以干擾CAF的激活或減少CAF的數(shù)量,從而抑制腫瘤生長并具有抗腫瘤作用。Galunisertib是一種TGF-βRI激酶抑制劑,可特異性下調(diào)SMAD2的磷酸化,從而消除經(jīng)典途徑的激活。其已經(jīng)對膠質(zhì)母細胞瘤、肝細胞癌和胰腺癌患者進行了研究。

此外,靶向CAF還可以將促腫瘤性CAF的激活狀態(tài)恢復為相對靜止狀態(tài)或腫瘤抑制表型。維生素D治療可誘導基質(zhì)重編程,使CAF活化表型正;种蒲装Y和纖維化,提高化療藥物的攝取和胰腺星狀細胞的存活率。

小結(jié)

近年來,越來越多的證據(jù)表明CAF在多種癌癥的發(fā)生、發(fā)展、免疫抑制和耐藥性中的參與和重要性。作為TME的關(guān)鍵組成部分,CAF與TME以及整個宿主密切相關(guān),根據(jù)不同的環(huán)境表現(xiàn)出表型和功能異質(zhì)性。目前CAF在腫瘤發(fā)生和治療耐藥性中的研究熱點主要集中在亞組分析和功能研究上,這些研究依賴于CAF特異性標記物和分泌物,如IFN-γ和TGF-β,它們在不同癌癥階段以特定于環(huán)境的方式在不同水平表達。

現(xiàn)有結(jié)果表明,CAF導向的抗癌策略中使用的一些靶向標記物實際上是非特異性的,并且在癌細胞上也可以找到。此外,缺氧、酸性微環(huán)境和腫瘤血管異常仍然是在實踐中需要同時克服的障礙。為此,需要更合理的體外和體內(nèi)研究模型。從策略的角度來看,開發(fā)組合策略,不僅針對CAF和TME之間的相互作用,而且促進常規(guī)治療效果,仍然是臨床試驗設計的主流方向。此外,還應注意組合藥物的劑量和潛在發(fā)生率,以真正實現(xiàn)未來的個體化抗癌治療。

參考文獻:

1. Cancer-associated fibroblasts andresistance to anticancer therapies: status, mechanisms, and countermeasures. CancerCell Int. 2022; 22: 166.

       原文標題 : 腫瘤相關(guān)成纖維細胞與抗腫瘤治療的耐藥性

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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