劉浩然,張金鐸,何玉龍,岳平,林延延,孟文勃,,3
1 蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,蘭州 730000;2 蘭州大學(xué)第一醫(yī)院普外科;3 甘肅省生物治療與再生醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
膽管癌(CCA)是一種起源于膽管上皮細(xì)胞的惡性腫瘤,具有高度異質(zhì)性和侵襲性。CCA 可發(fā)生于膽管樹的任何部位,根據(jù)解剖位置不同,可分為肝內(nèi)膽管癌(iCCA)、肝門部膽管癌(hCCA)和遠(yuǎn)端膽管癌[1]。由于CCA 早期癥狀不典型,大多數(shù)患者就診時(shí)已處于中晚期,錯(cuò)過了最佳手術(shù)時(shí)機(jī),預(yù)后較差。腫瘤微環(huán)境是指腫瘤細(xì)胞存在的周圍微環(huán)境,主要由腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs)、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)、腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)組成。作為腫瘤微環(huán)境的重要組成部分,CAFs 可通過分泌細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和ECM 蛋白等促進(jìn)CCA 的發(fā)生、發(fā)展[2]。有研究表明,抑制CAFs 活化或清除腫瘤微環(huán)境中CAFs,能夠通過多種途徑抑制CCA 生長(zhǎng)和侵襲[3]。目前,臨床已有針對(duì)CAFs 的靶向藥物與傳統(tǒng)細(xì)胞毒性藥物聯(lián)合治療CCA 的報(bào)道[4],但相關(guān)研究仍處于探索階段。本文結(jié)合文獻(xiàn)就CAFs 在CCA 中作用的研究進(jìn)展作一綜述。
CAFs是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分,可通過分泌多種細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和ECM 蛋白等調(diào)控腫瘤細(xì)胞惡性生物學(xué)行為[5]。目前,CCA 微環(huán)境中CAFs的來源尚存在爭(zhēng)議。AFFO等[6]研究發(fā)現(xiàn),在CCA中肝星狀細(xì)胞(HSC)是CAFs的主要來源,而HSC衍生的CAFs 是與腫瘤細(xì)胞相互作用的主要群體。由上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)途徑來源的CAFs 在多種腫瘤中已得到證實(shí) 。但CHU等[7]研究發(fā)現(xiàn),CAFs并非通過CCA 細(xì)胞EMT 產(chǎn)生。CADAMURO 等[8]亦證實(shí)了這一觀點(diǎn),并發(fā)現(xiàn)CAFs 募集是由CCA 細(xì)胞分泌的血小板衍生生長(zhǎng)因子D(PDGF-D)來調(diào)節(jié)。CAFs 可能的來源還包括組織駐留成纖維細(xì)胞 、門靜脈成纖維細(xì)胞、骨髓來源纖維細(xì)胞,這些細(xì)胞被相應(yīng)的細(xì)胞因子活化后可轉(zhuǎn)化為CAFs[9]。
CAFs 的眾多來源途徑被認(rèn)為是導(dǎo)致CAFs 高度異質(zhì)性的主要原因。CAFs 可表達(dá)多種表型的標(biāo)志物,常見的有α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)、成纖維細(xì)胞活化蛋白(FAP)、血小板衍生生長(zhǎng)因子受體、波形蛋白、成纖維細(xì)胞特異性蛋白1、骨膜素、平足蛋白等[10]。骨膜素是一種分泌型ECM 蛋白,由CAFs 分泌的骨膜素在CCA 細(xì)胞中呈高表達(dá)狀態(tài),可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲能力,并與患者較短的生存期有關(guān)[11]。平足蛋白是一種跨膜唾液酸黏蛋白樣糖蛋白。OBULKASIM 等[12]研究表明,hCCA 微環(huán)境中CAFs 可分泌平足蛋白,其表達(dá)與腫瘤細(xì)胞侵襲、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及患者預(yù)后不良有關(guān)。以上證據(jù)表明CAFs 具有高度異質(zhì)性。因此,充分了解CAFs 來源及其異質(zhì)性,對(duì)深入探索CCA 的發(fā)生、發(fā)展具有重要意義。
2.1 促進(jìn)CCA 細(xì)胞增殖 CAFs 與CCA 細(xì)胞的相互作用在腫瘤細(xì)胞增殖過程中發(fā)揮著重要作用。SHA 等[5]混合培養(yǎng)CCA 細(xì)胞與正常成纖維細(xì)胞(NFs)或CAFs 發(fā)現(xiàn),在CAFs 中培養(yǎng)的CCA 細(xì)胞增殖速度比在NFs 中培養(yǎng)的CCA 細(xì)胞快,并且在CCA小鼠模型中發(fā)現(xiàn),富含α-SMA 的CAFs 與其預(yù)后不良密切相關(guān)。這表明CAFs 具有促進(jìn)CCA 細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。AFFO 等[6]利用單細(xì)胞RNA 測(cè)序?qū)AFs分為炎癥性CAFs(iCAFs)、肌纖維母細(xì)胞CAFs(myCAFs)、抗原呈遞CAFs。在對(duì)小鼠模型的研究中發(fā)現(xiàn),myCAFs通過表達(dá)透明質(zhì)酸合酶2促進(jìn)iCCA細(xì)胞增殖,而iCAFs 表達(dá)的肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)通過與腫瘤細(xì)胞表達(dá)的間質(zhì)表皮轉(zhuǎn)化因子相互作用,增強(qiáng)iCCA 細(xì)胞增殖能力,從而將CAFs 與CCA 細(xì)胞聯(lián)系起來。由此可見,CAFs作為CCA微環(huán)境的重要組成部分,可通過多種方式促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖。然而,CAFs與CCA細(xì)胞具體的相互作用機(jī)制仍有待于進(jìn)一步研究。
2.2 促進(jìn)CCA 細(xì)胞侵襲和遷移 腫瘤細(xì)胞侵襲和遷移是導(dǎo)致CCA 患者預(yù)后不良和生存率較低的重要原因。有研究表明,CAFs分泌的肝素結(jié)合性表皮生長(zhǎng)因子與CCA 細(xì)胞上的表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)結(jié)合,可導(dǎo)致細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)轉(zhuǎn)錄并激活β-連環(huán)蛋白和STAT3 信號(hào)通路,從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲和遷移[13]。有研究報(bào)道,CAFs可分泌基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1與CCA細(xì)胞上的趨化因子受體4 相互作用,通過ERK1/2 和蛋白激酶B 信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)CCA 細(xì)胞侵襲[14]。CADAMURO 等[3]研究發(fā)現(xiàn),由CCA 細(xì)胞分泌的PDGF-D 可通過ERK、JNK 信號(hào)通路刺激CAFs分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A、C,導(dǎo)致淋巴管和血管生成以及腫瘤細(xì)胞遷移。這是CCA 早期發(fā)生轉(zhuǎn)移的重要原因。自噬是將冗余、老化和非功能性的細(xì)胞成分引導(dǎo)至溶酶體并使其降解,從而維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。自噬在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中表現(xiàn)出促進(jìn)或抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的雙重作用。一方面,在腫瘤發(fā)生早期階段,自噬可抑制腫瘤細(xì)胞從原發(fā)部位轉(zhuǎn)移至其他部位;另一方面,腫瘤進(jìn)展至晚期時(shí),由于自噬水平提高,可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞存活和在轉(zhuǎn)移部位定植,從而發(fā)揮促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的作用[15]。THONGCHOT 等[16]研究報(bào)道,CCA微環(huán)境中CAFs分泌的IL-6 可抑制腫瘤細(xì)胞的自噬水平,從而使CCA細(xì)胞在體內(nèi)外表現(xiàn)出較強(qiáng)的侵襲能力;若CAFs分泌的IL-6 較少且腫瘤細(xì)胞中有活躍的自噬通量,則預(yù)示患者預(yù)后較好。這表明自噬在CCA 進(jìn)展中具有抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的作用。然而,自噬在CCA 中作用的研究仍十分有限,未來尚需更多的臨床研究來闡明其內(nèi)在聯(lián)系。
ECM 是由多種大分子組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),支持并連接組織結(jié)構(gòu)、維持組織完整和穩(wěn)態(tài)[17]。CAFs在ECM 重塑、代謝和免疫再編程中發(fā)揮重要作用,通過分泌整合素、膠原蛋白、纖連蛋白、骨膜素等成分促使腫瘤組織結(jié)構(gòu)紊亂[18]。一方面,CAFs能夠通過分泌基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)來降解ECM 中的多種成分,同時(shí)合成新的基質(zhì)蛋白,為腫瘤細(xì)胞侵襲和血管生成提供結(jié)構(gòu)支持;另一方面,CAFs 能夠以不依賴MMPs 的方式破壞基底膜,主要通過其自身收縮性拉伸基底膜,從而軟化基底膜屏障并形成允許腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲的間隙[19]。因此,CAFs對(duì)ECM和基底膜的重塑功能是腫瘤細(xì)胞獲得侵襲和遷移能力的關(guān)鍵因素。
2.3 促進(jìn)CCA 細(xì)胞免疫逃逸 免疫逃逸和免疫抑制微環(huán)境形成是腫瘤的重要特征。有研究報(bào)道,CAFs可通過分泌多種細(xì)胞因子、趨化因子和細(xì)胞表面蛋白直接影響免疫細(xì)胞浸潤(rùn),也可通過對(duì)ECM 重塑和免疫細(xì)胞募集間接影響免疫細(xì)胞浸潤(rùn),降低免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別和殺傷能力[20]。在腫瘤微環(huán)境中,M2 型TAMs 被認(rèn)為是促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展和免疫抑制微環(huán)境形成的主要免疫細(xì)胞。CAFs 通過分泌趨化因子CXCL12、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子和IL-6促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2亞型轉(zhuǎn)化,從而促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)[21]。CAFs 通過分泌FAP 裂解Ⅰ型膠原蛋白,M2 型巨噬細(xì)胞與裂解后的Ⅰ型膠原蛋白結(jié)合,可通過FAP-ECM-SR-A軸募集大量M2型巨噬細(xì)胞,從而增強(qiáng)腫瘤免疫抑制作用[22]。FAP 陽性的CAFs能夠參與腫瘤的免疫抑制過程,通過分泌趨化因子CXCL12 作用于腫瘤細(xì)胞進(jìn)而阻斷細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的免疫應(yīng)答[23]。另外,在CCA 微環(huán)境中,F(xiàn)AP 陽性的CAFs 可通過STAT3-CCL2 通路促進(jìn)髓系抑制細(xì)胞向腫瘤組織募集,從而形成免疫抑制微環(huán)境[24]。有研究表明,CAFs 分泌的ECM 成分通過對(duì)ECM 重塑形成免疫細(xì)胞浸潤(rùn)的物理屏障,從而抑制免疫細(xì)胞向腫瘤組織募集,減少其參與免疫應(yīng)答的機(jī)會(huì)[25-26]。這為優(yōu)化CCA 的治療方案提供了新的思路。
2.4 促進(jìn)CCA 化療耐藥 化療耐藥性產(chǎn)生是導(dǎo)致抗腫瘤治療失敗的重要原因之一。鐵死亡是一種鐵依賴的、脂質(zhì)過氧化物累積的新型細(xì)胞死亡方式,與腫瘤發(fā)生、發(fā)展和化療耐藥密切相關(guān)[27]?;ㄉ南┧?5-脂氧合酶(ALOX15)是腫瘤細(xì)胞中脂質(zhì)活性氧產(chǎn)生的主要介質(zhì),其作用可被miR-522 阻斷。ZHANG 等[28]研究發(fā)現(xiàn),泛素特異性蛋白酶7(USP7)通過去泛素化穩(wěn)定CAFs 中的異質(zhì)性胞核核糖核蛋白A1(hnRNPA1),促進(jìn)CAFs 分泌miR-522,下調(diào)ALOX15 表達(dá),從而減少腫瘤細(xì)胞中脂質(zhì)活性氧積累并抑制鐵死亡,最終導(dǎo)致化療敏感性降低。敲低USP7、hnRNPA1、miR-522可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性,這為增強(qiáng)腫瘤化療敏感性,改善化療效果提供了理論依據(jù)。VAQUERO 等[29]研究報(bào)道,CCA 微環(huán)境中CAFs 分泌的胰島素樣生長(zhǎng)因子2 可增強(qiáng)胰島素受體/胰島素樣生長(zhǎng)因子1 受體信號(hào)傳導(dǎo),從而使CCA 細(xì)胞獲得對(duì)EGFR 抑制劑的治療抗性。另外,CAFs 產(chǎn)生膠原、層纖連蛋白、透明質(zhì)酸等ECM成分,增強(qiáng)了ECM 剛度并形成腫瘤物理屏障,從而限制化療藥物到達(dá)腫瘤部位[30]。腫瘤細(xì)胞的干細(xì)胞樣特征是產(chǎn)生化療耐藥性的重要原因。YANG 等[31]研究發(fā)現(xiàn),iCCA 微環(huán)境中CAFs 通過旁分泌信號(hào)與CCA 細(xì)胞相互作用,可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲,并通過LASP1-STAT3 信號(hào)通路傳導(dǎo)使CCA 細(xì)胞獲得類似腫瘤干細(xì)胞的特性,從而產(chǎn)生化療耐藥性。miR-206 可抑制STAT3 磷酸化,通過干擾CAFs 與CCA 細(xì)胞的相互作用,抑制腫瘤細(xì)胞侵襲并提高化療敏感性。由此可見,靶向腫瘤微環(huán)境中CAFs有可能成為優(yōu)化CCA治療方案的重要方向。
腫瘤細(xì)胞基因組不穩(wěn)定性使得抗腫瘤治療變得困難。CAFs 能夠通過多種途徑促進(jìn)CCA 發(fā)生、發(fā)展,但CAFs 基因組較為穩(wěn)定,不易出現(xiàn)抗原改變和治療耐受[32]。因此,靶向CAFs 在CCA 治療中具有較大潛力。CADAMURO 等[8]研究表明,由CCA 細(xì)胞分泌的PDGF-D可通過血小板源性生長(zhǎng)因子受體β、Rho GTP 酶和JNK 信號(hào)通路等途徑刺激成纖維細(xì)胞向腫瘤組織募集,使用酪氨酸激酶抑制劑甲磺酸伊馬替尼可顯著抑制PDGF-D 表達(dá),抑制成纖維細(xì)胞向腫瘤組織募集。YAMANAKA 等[4]研究發(fā)現(xiàn),尼達(dá)尼布可通過抑制α-SMA 陽性的CAFs 活化,抑制CAFs 分泌IL-6、IL-8,進(jìn)而抑制CAFs 對(duì)CCA 的促進(jìn)作用,而吉西他濱與靶向CAFs的尼達(dá)尼布聯(lián)合能夠顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)。有研究報(bào)道,白藜蘆醇具有與尼達(dá)尼布相似的生物學(xué)作用,通過抑制CAFs 分泌IL-6,阻止腫瘤細(xì)胞遷移,從而逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的惡性生物學(xué)表型[33]。ECM 作為腫瘤組織的物理屏障,可阻礙藥物向腫瘤組織滲透,因此通過干擾ECM 重塑可改善抗腫瘤效果。ZHOU 等[34]研究表明,Polo 樣激酶1(PLK1)在CAFs 活化和CCA 纖維基質(zhì)屏障形成中發(fā)揮重要作用,并構(gòu)建了負(fù)載PLK1 抑制劑(Ro3280)的雙靶向給藥系統(tǒng)(AA-HA-ODA)。在CCA 小鼠模型中,包被Ro3280的藥物遞釋系統(tǒng)被證實(shí)首先靶向CAFs,通過破壞圍繞在CCA周圍致密的纖維基質(zhì)屏障,實(shí)現(xiàn)向腫瘤組織內(nèi)高效滲透,從而抑制腫瘤生長(zhǎng)。
綜上所述,腫瘤微環(huán)境中CAFs 可通過多因子、多途徑與CCA 細(xì)胞相互作用,從而促進(jìn)CCA 細(xì)胞增殖、侵襲、遷移以及免疫逃逸和化療耐藥。CAFs 基因組較腫瘤細(xì)胞穩(wěn)定,不易出現(xiàn)抗原改變和治療耐受,因此靶向CAFs 的治療策略在CCA 中具有較大潛力。然而,由于CAFs缺乏特異性并存在功能異質(zhì)性,目前尚無精準(zhǔn)針對(duì)CAFs的靶向治療方案。未來需更深入地了解CAFs 的作用機(jī)制,從而為CCA 的精準(zhǔn)治療提供新的思路。