蔣君男 戴支凱

（桂林醫(yī)學院藥理學教研室 廣西 桂林 541004）

腫瘤微環(huán)境中的免疫因素與腫瘤自噬

蔣君男 戴支凱

（桂林醫(yī)學院藥理學教研室 廣西 桂林 541004）

腫瘤中，免疫與腫瘤自噬對腫瘤的發(fā)生發(fā)展都發(fā)揮著重要作用，兩者之間存在復雜的相互聯(lián)系。在腫瘤微環(huán)境中，細胞因子、免疫球蛋白和免疫相關細胞均參與了腫瘤自噬的調(diào)控，同時腫瘤細胞自噬又可以影響腫瘤內(nèi)的免疫反應。本文綜述了腫瘤微環(huán)境中的免疫因素與腫瘤自噬的關系。

腫瘤；免疫；自噬

自噬是一個在進化上保守的代謝過程，對細胞的生存具有雙重作用：通過自噬，細胞可清除病原體、細胞內(nèi)過多或異常蛋白和細胞器等成分，降解產(chǎn)物被細胞再利用，從而調(diào)節(jié)細胞生長、維持細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)；然而，過度的自噬則可導致細胞死亡［1，2］。自噬誘導細胞死亡的這一特性，為抗腫瘤治療提供了新的思路。腫瘤微環(huán)境是一個復雜的綜合系統(tǒng)，包括缺氧、酸中毒、免疫及炎性反應、代謝產(chǎn)物等，對于腫瘤的黏附、增殖、侵襲、遷移及新生血管的形成具有重要影響，也影響著腫瘤細胞的自噬。在不利的腫瘤微環(huán)境中，腫瘤細胞自噬具有促進腫瘤細胞生長、轉(zhuǎn)移和保護腫瘤細胞的作用［1－3］；在腫瘤發(fā)展的不同階段，腫瘤細胞自噬又可產(chǎn)生抑制腫瘤發(fā)生、生長、轉(zhuǎn)移和促進腫瘤細胞死亡的作用。自噬在腫瘤的雙重特性，使得通過調(diào)控自噬治療腫瘤變得十分棘手。因此，研究腫瘤微環(huán)境與腫瘤自噬的關系，對于調(diào)控自噬具有重要的指導意義。近年來，腫瘤微環(huán)境如酸堿度、局部炎癥、免疫、代謝產(chǎn)物等與自噬相關研究逐漸增多，如酸性環(huán)境具有促進腫瘤細胞自噬的作用。本文對腫瘤微環(huán)境中的免疫因素與腫瘤自噬的研究現(xiàn)狀進行綜述。

1 免疫與腫瘤自噬

1.1 細胞因子

1.1.1 白細胞介素1（interleukin－1，IL－1）：IL－1由兩個促炎癥的細胞因子IL－1α和IL－1β、一個IL－1受體拮抗劑（IL－1RA）及兩個不同的受體（IL－1 RI和IL－1 RII）組成，能抑制其下游通路如COX－1、磷酸化的Ik B和SAPK／JNK等，從而促進腫瘤的形成、生長和轉(zhuǎn)移。抑制腫瘤細胞IL－1的表達，則可誘導p21和p53表達上調(diào)，抑制瘤細胞的生長。近來的研究顯示，阻斷黑色素瘤細胞的IL－1信號通路后，腫瘤細胞LC3－II水平和LC3II／LC3I比率增加，含acidic vesicular organelle（AVO）的細胞比率增加，提示抑制IL－1信號通路、誘導腫瘤細胞自噬可產(chǎn)生抑制腫瘤生長的作用［4］。

1.1.2 干擾素γ（interferon－gamma，IFN－γ）：IFN－γ是一種由激活的CD4＋或CD8＋T細胞和自然殺傷細胞產(chǎn)生的細胞因子，可誘導內(nèi)皮細胞、肝細胞等自噬。在腫瘤中，IFN－γ可誘導上皮細胞、免疫細胞、腫瘤細胞發(fā)生自噬。Tu SP等［5］應用IL－1β和幽門螺桿菌感染誘導小鼠胃癌，通過H＋／K＋－ATPase－IFN－γ轉(zhuǎn)基因干預，觀察了IFN－γ與腫瘤發(fā)生和自噬的關系。結(jié)果顯示，IFN－γ過表達具有抑制小鼠胃黏膜腫瘤發(fā)生的作用，并能誘導胃上皮細胞自噬，可能與IFN－γ上調(diào)Beclin－1表達有關。

1.1.3 巨噬細胞游走抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF）：MIF是一個有互變異構(gòu)酶活性多功能細胞因子，在炎癥的調(diào)控，細胞增殖，血管形成和腫瘤形成發(fā)揮重要作用，亦參與了腫瘤自噬的調(diào)控。應用重組MIF（recombinant MIF，r MIF）干預人肝癌細胞Hu H－7后，Hu H－7細胞胞質(zhì)LC3－I轉(zhuǎn)化為LC3－II；用MIF特異性抑制劑ISO－1后，LC3－II的轉(zhuǎn)化受到抑制；用PI3K III抑制劑3－MA和ROS抑制劑NAC作用于r MIF處理過的細胞，LC3－II轉(zhuǎn)化也被抑制。后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源性或外源性MIF均可導致ROS的產(chǎn)生和線粒體膜電位下降，而MIF的缺失時則相反。此外，利用shRNA轉(zhuǎn)染，下調(diào)MIF的表達或應用ISO－1（MIF特異性抑制劑）后，Hu H－7細胞自噬減少。這些結(jié)果表明，在應激如炎癥和饑餓等狀態(tài)下，MIF誘導細胞自噬與其增加ROS的產(chǎn)生、激活PI3K III信號通路等有關［6］。此外，在腫瘤微環(huán)境中，還有大量炎癥調(diào)節(jié)因子包括IL－2、IL－6、IL－8、IL－10、MIp1α、IFN－β、TGFβ、RANTES（CCL5）和GMCSF都參與腫瘤細胞自噬的調(diào)控［7］。

1.2 免疫球蛋白：糖基化終產(chǎn)物受體（receptor for advanced glycation end－products，RAGE）為細胞表面免疫球蛋白超家族的一員，其配體為高速泳動族盒1蛋白（HMG1）、晚期糖基化終產(chǎn)物及S100蛋白家族的一些成員。RAGE與其配體相互作用，可通過誘導ERK磷酸化和NFk B p65表達，調(diào)控細胞的生存和炎癥反應。腫瘤中，RAGE具有增強炎性致癌物質(zhì)誘導腫瘤的形成的作用，并能增加腫瘤細胞對化療的耐藥性；RAGE缺乏時，腫瘤細胞凋亡增多而炎癥反應減少。近年來的研究顯示［8］，腫瘤細胞在應激時，RAGE的表達上調(diào)，m TOR磷酸化受到抑制，Beclin1／VPS34自噬體形成，對腫瘤細胞起保護作用。

1.3 免疫細胞

1.3.1 中性粒細胞：Ig A Fc受體FcαRI（CD89）是Ig A的Fc受體，介導Ig A和中性粒細胞、單核巨噬細胞等髓性細胞之間發(fā)生的多種免疫效應過程，包括內(nèi)吞作用、抗原呈遞、ADCC、激活細胞產(chǎn)生超氧化物以及釋放細胞因子和炎癥介質(zhì)等。中性粒細胞是FcαRI表達最豐富的細胞，F(xiàn)cαRI激活后，中性粒細胞與內(nèi)皮細胞相互作用，促進中性粒細胞向腫瘤部位轉(zhuǎn)移，并釋放IL－1β和TNF－α，最終產(chǎn)生抗腫瘤作用［9］。將腫瘤細胞與人中性粒細胞和Ig A抗體共培養(yǎng)時，腫瘤細胞出現(xiàn)了明顯的自噬形態(tài)學改變、LC3II陽性的自噬體，并有少量壞死性改變，但未出現(xiàn)凋亡。這一結(jié)果提示，中性粒細胞FcαRI激活誘導自噬是其產(chǎn)生抗腫瘤的主要作用機制［10］。

1.3.2 自然殺傷細胞（natural killer cells，NK細胞）：NK細胞是機體病毒感染及腫瘤細胞等時進行自然免疫殺傷的主要細胞之一。NK細胞通過直接殺傷作用、誘導凋亡、分泌IFN－γ及抑制腫瘤細胞代謝等機制，產(chǎn)生抗腫瘤作用。近來的研究報道，NK細胞可誘導腫瘤細胞自噬，有利于腫瘤細胞生存［11］。

2 腫瘤自噬與免疫［12－14］

目前研究發(fā)現(xiàn)，在多種人類腫瘤中均存在自噬活性，可為腫瘤免疫原性的免疫反應提供腫瘤特異性抗原，并能為抗腫瘤T細胞免疫反應所需的ATP等能量誘導抗原提呈細胞和T淋巴細胞的聚集并形成炎性小體，引起IL－1β的釋放和CD8＋T淋巴細胞活化，最終產(chǎn)生抗腫瘤的細胞免疫反應。例如，在應激狀態(tài)下，腫瘤細胞產(chǎn)生的損傷相關模式分子（damage－associated molecular pattern，DAMP）被腫瘤細胞自噬體吞噬后，可被加工成腫瘤交叉抗原（如C型凝集素受體CLEC9A的配體、細菌肽、炎癥性細胞因子、高轉(zhuǎn)移組盒子蛋白質(zhì)HMGB1和HMGN1以及胞質(zhì)S100家族的鈣結(jié)合蛋白等）。因此，腫瘤細胞的自噬體可視為腫瘤特異性交叉抗原的載體。CLEC9A是一種存在于樹突細胞的C型凝集素受體，樹突細胞通過CLEC9A與腫瘤細胞自噬體上高表達的CLEC9A配體結(jié)合，從而提呈腫瘤交叉抗原至CD8＋T淋巴細胞，最終產(chǎn)生抗腫瘤作用。此外，腫瘤細胞中的嘌呤毒素敏感氨基肽（puromycin－sensitive aminopeptidase，PSA）可通過腫瘤自噬加工而具有免疫原性，成為CD8＋T淋巴細胞識別的抗原，激活抗腫瘤免疫反應。

此外，腫瘤自噬時，可通過釋放免疫調(diào)節(jié)因子，從而調(diào)控腫瘤特異性免疫反應。由表皮生長因子和白喉毒素催化域重組的抗腫瘤多肽DTEGF具有誘導惡性膠質(zhì)瘤細胞自噬而產(chǎn)生抗腫瘤的作用，同時死亡的惡性膠質(zhì)瘤細胞可釋放免疫調(diào)節(jié)因子——核蛋白HMGB1，激活樹突細胞，從而激活特異性抗腫瘤免疫反應。

3 結(jié)語

腫瘤微環(huán)境中，腫瘤細胞自噬與免疫相互作用，共同影響腫瘤的生長。一方面，腫瘤微環(huán)境中的細胞因子、免疫球蛋白和免疫相關細胞等免疫因素參與了腫瘤自噬的調(diào)控；兩一方面，腫瘤細胞自噬又可以影響腫瘤內(nèi)的免疫反應。此外，腫瘤細胞的自噬在腫瘤發(fā)生發(fā)展中又具有雙重特性，但機制尚不清楚。已有研究表明［15］，增強細胞免疫有助于化療或放療抗腫瘤作用的發(fā)揮，其作用機制與誘導腫瘤細胞自噬、激活腫瘤特異性抗原引發(fā)的免疫反應有關。目前，有關腫瘤微環(huán)境中的免疫因素與腫瘤自噬的關系的研究尚不夠深入，使得通過調(diào)控腫瘤自噬和腫瘤微環(huán)境的免疫來治療腫瘤變得十分棘手。因此，進一步探索腫瘤微環(huán)境中的免疫與腫瘤自噬關系及其相互作用的分子機制，可望為腫瘤的治療提供新的科學依據(jù)。

［1］Yang Z，Klionsky DJ.Eaten alive：a history of macroautophagy［J］.Nat Cell Biol.2010，12（9）：814－822

［2］Xu Y，Xia X，Pan H.Active autophagy in the tumor microenviron－ment：A novel mechanism for cancer metastasis［J］.Oncol Lett.2013；5（2）：411－416

［3］Yang S，Wang X，Contino G，et al.Pancreatic cancers require autophagy for tumor growth［J］.Genes Dev.2011，25（7）：717－729

［4］Qin Y，Ekmekcioglu S，Liu P，et al.Constitutive Aberrant Endogenous Interleukin－1 Facilitates Inflammation and Growth in Human Melanoma［J］.Mol Cancer Res.2011；9（11）：1537－50

［5］Tu SP，Quante M，Bhagat G，et al.Interferon－γinhibits gastric carcinogenesis by inducing epithelial cell autophagy and T cell apoptosis［J］.Cancer Res.2011；71（12）：4247－59

［6］Chuang YC，Su WH，Lei HY，et al.Macrophage Migration Inhibitory Factor Induces Autophagy via Reactive Oxygen Species Generation［J］.PLoS One.2012；7（5）：e37613

［7］Martinez－Outschoorn UE，Whitaker－Menezes D，Lin Z，et al.Cytokine production and inflammation drive autophagy in the tumor microenvironment：role of stromal caveolin－1 as a key regulator［J］.Cell Cycle.2011；10（11）：1784－93

［8］Kang R，Tang D，Schapiro NE，et al.The Receptor for Advanced Glycation End－products（RAGE）Sustains Autophagy and Limits Apoptosis，Promoting Pancreatic Tumor Cell Survival［J］.Cell Death Differ.2010；17（4）：666－676

［9］Otten MA，Bakema JE，Tuk CW，et al.Enhanced FcαRI－mediated neutrophil migration towards tumour colonies in the presence of endothelial cells［J］.Eur J Immunol.2012；42（7）：1815－21

［10］Bakema JE，Ganzevles SH，F(xiàn)luitsma DM，et al.Targeting FcαRI on Polymorphonuclear Cells Induces Tumor Cell Killing through Autophagy［J］.J Immunol.2011；187（2）：726－732

［11］Buchser WJ，Laskow TC，Pavlik PJ，et al.Cell－mediated autophagy promotes cancer cell survival［J］.Cancer Res.2012；11：2970－2979

［12］Demachi－Okamura A，Torikai H，Akatsuka Y，et al.Autophagy creates a CTL epitope that mimics tumor－associated antigens［J］.PLoS One.2012；7（10）：e47126

［13］Yi Y，Zhou Z，Shu S，et al.Autophagy－assisted antigen crosspresentation：Autophagosome as the argo of shared tumor－specific antigens and DAMPs［J］.Oncoimmunology.2012 Sep 1；1（6）：976－978

［14］Zitvogel L，Hannani D，Aymeric L，et al.Antitumoral immunization during cancer chemotherapy［J］.Bull Acad Natl Med.2012 Jun；196（6）：1075－86

［15］Apetoh L，Ghiringhelli F，Tesniere A，et al.Toll－like receptor 4－dependent contribution of the immune system to anticancer chemotherapy and radiotherapy［J］.Nat Med.2007；13：1050－9

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1009－6019（2014）03－0015－02

蔣君男，女，碩士研究生，主要從事抗腫瘤研究。通訊作者：戴支凱，教授。