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血小板與白細胞相互作用介導的腫瘤炎癥微環(huán)境及其中醫(yī)藥治療策略

2021-02-24 11:52李白坤朱繼民李慶林
安徽中醫(yī)藥大學學報 2021年1期
關(guān)鍵詞:活化白細胞血小板

李白坤,朱繼民,李慶林

(1.安徽中醫(yī)藥大學中醫(yī)學院,安徽 合肥 230012;2.安徽中醫(yī)藥大學中西醫(yī)結(jié)合學院,安徽 合肥 230012;3.安徽中醫(yī)藥大學科研實驗中心,安徽 合肥 230038)

腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)是由細胞成分與非細胞成分組成的一個復雜體系,炎癥微環(huán)境是TME的重要組成部分,對腫瘤細胞的生長、發(fā)展及轉(zhuǎn)移具有重要作用。血小板和白細胞相互作用介導的炎癥微環(huán)境在腫瘤進展中的作用也日益受到重視。腫瘤炎癥微環(huán)境與中醫(yī)的“癌毒”理論相似。中醫(yī)藥具有多途徑多靶點的特點,在調(diào)控TME中具有明顯優(yōu)勢?,F(xiàn)就血小板和白細胞介導的腫瘤炎癥微環(huán)境對腫瘤發(fā)生和進展的影響進行綜述,并探討炎癥微環(huán)境和“癌毒”的相關(guān)性,為臨床中西醫(yī)防治腫瘤提供參考。

1 血小板和白細胞相互作用介導腫瘤炎癥微環(huán)境

1.1 炎癥與腫瘤的關(guān)系 惡性腫瘤遷延難愈,腫瘤細胞破壞了機體抗感染的天然免疫力,形成一個利于增殖的微環(huán)境以維持傷口和組織重塑。腫瘤相關(guān)炎癥對腫瘤細胞的生長和進展起重要作用。早在1863年就有學者觀察到腫瘤組織中存在炎癥細胞,而慢性炎癥可以維持腫瘤細胞的增殖。正常組織移植到腫瘤的炎癥微環(huán)境下能被誘導發(fā)生癌變,癌變組織也能被正常微環(huán)境誘導休眠、分化、死亡或者逆轉(zhuǎn)成正常組織。慢性炎癥和腫瘤是相互交織的過程,不少腫瘤的形成都經(jīng)歷了由可控性炎癥轉(zhuǎn)為不可控炎癥的過程,最終將TME塑造成適合腫瘤生長的微環(huán)境。腫瘤發(fā)病率高的器官通常與微生物產(chǎn)物密切接觸或直接與微生物接觸。

1.2 血小板和白細胞相互作用介導的炎癥微環(huán)境特點

1.2.1 腫瘤炎癥微環(huán)境的特點 腫瘤炎癥微環(huán)境中富含炎癥細胞及其炎癥遞質(zhì),炎癥反應信號通路持續(xù)激活。TME中的中性粒細胞、巨噬細胞和髓性抑制細胞及其分泌的細胞因子、趨化因子和生長因子等,均能誘導炎癥反應,產(chǎn)生的炎癥因子如白細胞介素(interleukin,IL)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF),又可以促使核因子-κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)及信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)炎癥通路活化和基因突變,擴大炎癥反應,促進腫瘤形成與增長?;罨腘F-κB及STAT3又增加炎癥因子的分泌。如此形成疊加效應,使腫瘤持續(xù)發(fā)展。

1.2.2 血小板增強TME的炎癥程度 研究顯示,血小板和白細胞相互作用介導一系列的炎癥生理和病理過程。生理條件下,靜息內(nèi)皮細胞能保持血小板處于靜息狀態(tài);但內(nèi)皮細胞損傷時內(nèi)皮下基質(zhì)的蛋白質(zhì)暴露于管腔,可激活血小板?;罨难“逡环矫婺軌蛘心几嗟难“澹奂兔芊鈧?;另一方面與白細胞相互作用,引起白細胞的募集、激活、外滲、表型轉(zhuǎn)換和一系列效應功能的改變,進一步增強包括免疫抑制在內(nèi)的腫瘤炎癥環(huán)境程度。

1.2.3 血小板與白細胞作用的途徑與特點 血小板表達的P-選擇素能與白細胞表面表達的P-選擇素糖蛋白配體-1(P-selectin glycoprotein ligand-1,PSGL-l)結(jié)合,促進二者的黏附。PSGL-l在介導血小板和白細胞黏附的同時,還可轉(zhuǎn)導細胞外的促白細胞活化信號,促進兩者穩(wěn)固黏附。這種直接的相互作用可促進血小板和白細胞的相互激活,并觸發(fā)血小板顆粒釋放血小板因子4、趨化因子配體12(chemokine C-X-C motif ligand 12,CXCL12)、TNF相關(guān)激活蛋白、血栓素A2等,進而調(diào)節(jié)白細胞的多種效應功能,如炎癥反應。這些因子在營造利于腫瘤生存環(huán)境的同時,還促進血小板之間以及血小板和白細胞之間的黏附。

1.3 血小板和白細胞相互作用介導的炎癥微環(huán)境促進腫瘤發(fā)生發(fā)展

1.3.1 促進腫瘤發(fā)生 血小板可調(diào)節(jié)免疫細胞的功能。在腫瘤形成過程中,多種免疫細胞被招募到腫瘤原發(fā)灶,促進了血小板與白細胞的相互作用。腫瘤細胞與免疫細胞相互作用,可將髓系細胞誘導成細胞毒性T淋巴細胞(cytotoxic T-lymphocyte,CTL)或調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Tregs),不同的表型決定了其在抗腫瘤免疫反應中的不同功能。髓系細胞還通過表達多種細胞因子、趨化因子、生長因子、蛋白水解酶和清道夫受體等,調(diào)節(jié)組織的生長、穩(wěn)態(tài)、修復和重塑。而血小板能通過增強白細胞外滲和調(diào)節(jié)細胞因子釋放,協(xié)調(diào)髓系細胞功能。

血小板可調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)炎癥遞質(zhì)。IL-1、IL-17和TNF-α是幾種重要的參與腫瘤發(fā)展的非細胞遞質(zhì)。IL-1β可誘導血小板-白細胞形成聚集體,增強巨核細胞和血小板功能,促進血栓前環(huán)境的形成,導致與腫瘤相關(guān)的血栓性疾病。在腫瘤發(fā)生發(fā)展中,IL-17一方面促進血管新生、腫瘤細胞增殖和免疫抑制,另一方面也可激活CTL、自然殺傷細胞和中性粒細胞,促進Th1表型和干擾素的產(chǎn)生。而血小板可通過分泌CXCL4限制Th17細胞分化以維持T細胞穩(wěn)態(tài),通過分泌P-選擇素抑制Tregs產(chǎn)生IL-17。TNF-α是調(diào)節(jié)與炎癥相關(guān)免疫反應中的關(guān)鍵多功能細胞因子,在炎癥過程中,血小板一方面可減少巨噬細胞釋放TNF-α,另一方面可使單核細胞呈CD16陽性表型,增加TNF-α產(chǎn)生,加重腫瘤炎癥微環(huán)境的發(fā)展。

血小板可調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)趨化因子。CC趨化因子配體2(chemokine C-C motif ligand 2,CCL2)、IL-8和CXCL12等是與腫瘤炎癥微環(huán)境密切相關(guān)的重要趨化因子。CCL2可直接刺激腫瘤細胞發(fā)生增殖、存活和遷移,影響血管生成等。CCL2主要由內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞產(chǎn)生,而活化的血小板能增強上述兩種細胞表達CCL2。IL-8是T細胞、中性粒細胞和嗜堿性細胞的趨化因子。單核細胞與血小板黏附是炎癥條件下的常見現(xiàn)象,黏附可導致NF-κB發(fā)生核轉(zhuǎn)移,并觸發(fā)單核細胞表達IL-8。腫瘤細胞上高表達的細胞表面受體CXCR4能介導CXCL12信號,而血小板可被CXCL12激活,活化后的血小板又能產(chǎn)生CXCL12,這對單核細胞分化以及血管新內(nèi)膜形成具有重要意義。

1.3.2 促進腫瘤細胞侵襲和轉(zhuǎn)移 血小板促進腫瘤免疫抑制微環(huán)境形成。平足蛋白(podoplanin,PDPN)是一種Ⅰ型唾液酸跨膜糖蛋白,選擇性表達于淋巴內(nèi)皮細胞;C型凝集素樣受體2(C-type lectin-like receptor 2,CLEC-2)為表達于血小板表面的一種Ⅱ型跨膜蛋白,是PDPN的內(nèi)源性受體?;罨难“逋ㄟ^分泌CLEC-2,一方面與PDPN相互作用,另外一方面還能與腫瘤細胞黏附,并誘導腫瘤相關(guān)血栓的形成,進一步增強腫瘤免疫抑制微環(huán)境的形成。

血小板促進腫瘤轉(zhuǎn)移微環(huán)境形成?;罨难“逋ㄟ^招募單核/巨噬細胞產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長因子和組織蛋白酶,促進腫瘤細胞的外滲、侵襲和建立早期轉(zhuǎn)移灶。由血小板儲存和釋放的轉(zhuǎn)化生長因子β能增強腫瘤侵襲力,血小板通常出現(xiàn)在腫瘤侵襲的前沿。垂死腫瘤細胞釋放的高遷移率蛋白1(high mobility group box protein 1,HMGB1)可與血小板的Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)相互作用,介導血小板-腫瘤細胞相互作用。血小板-腫瘤細胞形成復合物后會進一步招募粒細胞,然后一起協(xié)助腫瘤細胞形成早期轉(zhuǎn)移性病灶;血小板-腫瘤細胞復合物也可通過血小板衍生趨化因子CCL5和CCL8招募單核細胞進入早期轉(zhuǎn)移灶。

2 中醫(yī)藥靶向腫瘤炎癥微環(huán)境的治療策略

國醫(yī)大師周仲瑛教授認為腫瘤以癌邪為患,提出“癌毒”學說,認為“癌毒”是在臟腑功能失調(diào)、氣血虧虛瘀滯的基礎上,導致癌病的特異性致病因子,具有損傷正氣、多變難消、遷延難愈的特點。李平認為元氣化生異常是腫瘤發(fā)生的根本原因,瘤毒內(nèi)生是元氣異常化生的結(jié)果,正氣虧虛為瘤毒內(nèi)生的基礎條件,絡脈病變與瘤毒內(nèi)生伴隨出現(xiàn)。腫瘤炎癥微環(huán)境募集大量炎癥細胞并產(chǎn)生大量炎癥因子,如同“癌毒”,痰、瘀、毒等癌毒構(gòu)成的病理環(huán)境實際類似于促進腫瘤細胞增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移的炎癥微環(huán)境。

2.1 扶正解毒法干預腫瘤炎癥微環(huán)境 《素問·刺法論》曰:“正氣存內(nèi),邪不可干?!睓C體正氣不足,而后邪氣踞之,導致氣滯血瘀。腫瘤患者免疫系統(tǒng)功能低下的微環(huán)境,相似于中醫(yī)“正氣虛損”為主的環(huán)境。癌毒耗損正氣,遷延難愈,破壞人體的陰陽平衡。扶正解毒主要通過調(diào)節(jié)機體免疫微環(huán)境,提高機體免疫功能,祛除機體內(nèi)環(huán)境失衡而生成的癌毒。

如熟地黃多糖可提高機體免疫力,抑制STAT3活化,促使腫瘤細胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn),清熱解毒法(中藥單體黃芩素、穿心蓮內(nèi)酯)能通過抑制炎癥微環(huán)境下誘導型一氧化氮合酶介導的ezrin-SNO,下調(diào)ezrin牽拉張力,發(fā)揮抑制非小細胞肺癌細胞侵襲、轉(zhuǎn)移的作用。消癌解毒方(由白花蛇舌草、僵蠶、蜈蚣、太子參等藥物組成)可與TLR4協(xié)同作用于TLRs/NF-κB信號通路,抑制NF-κB的異常持續(xù)活化,促進肝癌細胞凋亡,抑制癌細胞增殖。該方還能抑制IL-6/STAT3信號通路,上調(diào)Caspase-3表達水平,促進CT26小鼠移植瘤細胞凋亡。

2.2 活血化瘀法干預腫瘤炎癥微環(huán)境 《血證論》云:“瘀血在經(jīng)絡臟腑之間,則結(jié)為癥瘕,瘕者或聚或散,氣為血滯,則聚而成形?!蹦[瘤的生長常伴有微循環(huán)障礙和血液高凝狀態(tài)。高凝狀態(tài)既可以使包裹在異常增生組織中的腫瘤細胞接觸藥物的面積和濃度減少,又利于腫瘤組織著床,形成癌栓。

中醫(yī)治療惡性腫瘤常運用活血化瘀的方藥。活血化瘀藥多屬辛溫之品,善于走散通行,可使血脈通暢,瘀滯消散,即《素問·陰陽應象大論》所謂“血實者宜決之”之意?;钛鲱愔兴幉粌H可增加血管活性,還可以加速凝血酶的失活,抑制血小板的黏附聚集等,從而改善腫瘤組織局部的高凝狀態(tài)。

其中血小板活性的調(diào)節(jié)是活血化瘀藥的重要靶點,且血小板和白細胞的相互作用進一步介導和加重了腫瘤炎癥微環(huán)境形成。研究顯示,雞血藤甲醇提取物能夠抑制補體系統(tǒng)的過度激活,抑制血小板的凝聚,防止瘤栓形成。三七的活性成分對人乳腺癌細胞誘導的血小板聚集能力有一定的抑制作用,而且隨著濃度的增高其抑制力更加顯著。活血化瘀類藥物主要通過抑制血小板和TME的交互作用,從而減輕TME的炎癥程度,并降低腫瘤組織周圍的黏性和侵襲力等。

3 展望

炎癥相關(guān)因子在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用越來越受到重視,腫瘤炎癥微環(huán)境與腫瘤之間的惡性循環(huán)加速了腫瘤惡化。越來越多的研究結(jié)果表明,血小板及其與白細胞的相互作用在塑造腫瘤炎癥微環(huán)境中起著重要作用。靶向治療腫瘤炎癥微環(huán)境已成為中醫(yī)藥治療惡性腫瘤研究的重要方向。

在中醫(yī)辨證論治的基礎上,施以扶正解毒的治法調(diào)理臟腑功能,能有效改善腫瘤炎癥微環(huán)境,凸顯其抗腫瘤效果。然而,由于血小板和白細胞相互作用機制的復雜性,盡管血小板在止血、血栓形成和血管炎癥中的作用已較為明確,但是其在腫瘤炎癥微環(huán)境中的作用,以及其介導的炎癥微環(huán)境對腫瘤生長、轉(zhuǎn)移的作用機制,還沒有完全闡明,在某些領(lǐng)域甚至處于初步探索階段。癌毒的物質(zhì)基礎及其與腫瘤炎癥微環(huán)境的具體關(guān)系,扶正解毒對腫瘤炎癥微環(huán)境的干預效果,以及這種干預作用的機制均尚未明確。

因此,今后應聚焦血小板和白細胞在腫瘤炎癥微環(huán)境中的作用及其與癌毒的相關(guān)性,進一步開展基礎實驗研究和臨床試驗研究,探究血小板和白細胞相互作用的潛在機制及其對癌毒的影響,剖析扶正解毒的干預效果及其作用機制,闡明血小板和白細胞相互作用對腫瘤發(fā)生與轉(zhuǎn)移的作用,為中醫(yī)藥靶向治療腫瘤微環(huán)境提供科學參考。

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