引用本文: 劉廣進, 郭夢杰, 李嘉琪, 李元棟. 癌相關成纖維細胞在乳腺癌轉移及耐藥作用的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2023, 30(12): 1529-1536. doi: 10.7507/1007-9424.202309054 復制
版權信息: ?四川大學華西醫院華西期刊社《中國普外基礎與臨床雜志》版權所有,未經授權不得轉載、改編
乳腺癌是一個重大的全球公共衛生問題,2020年,乳腺癌正式取代肺癌成為“全球第一大癌”。根據2022年最新癌癥統計數據[1]表明,對于女性來說,乳腺癌、肺癌和結直腸癌占所有新發病例的51%,僅乳腺癌就占近1/3,因此乳腺癌是女性發病率第一的惡性腫瘤,且癌癥病死率僅次于肺癌。自2014–2018年期間,女性乳腺癌的發病率繼續緩慢增長(每年增長0.5%);然而,乳腺癌死亡率下降幅度較既往減緩(2011–2020年每年下降1.3%,2002–2011年每年下降1.9%)。表明近年來乳腺癌的研究進展停滯不前,因此需要更加具有針對性的癌癥治療措施來降低癌癥死亡率[1-2]。雖然傳統的乳腺癌治療方法如手術、放射治療(以下簡稱放療)、化學治療(以下簡稱化療)、免疫治療和靶向治療已經取得了顯著的進展,但許多患者在疾病進展過程中對這些治療方法產生耐藥性,最終導致腫瘤復發和轉移,嚴重影響患者的治療效果及遠期生存率。因此,對乳腺癌侵襲轉移及耐藥機制的相關研究至關重要。治療耐藥不僅與癌細胞的固有特性有關,而且與腫瘤微環境(tumor microenvironment,TME)的成分有關。TME在治療耐藥和腫瘤進展中起重要作用[3]。TME由多種非細胞因子和不同的細胞類型組成,如癌相關成纖維細胞(cancer-associated fibroblasts,CAFs)、免疫細胞、內皮細胞、周細胞和脂肪細胞[4]。腫瘤和基質細胞之間的復雜串擾會誘導治療耐藥性和腫瘤進展。因此,了解腫瘤和基質細胞之間廣泛的相互作用對于提高腫瘤治療的效果至關重要。CAFs是源自各種細胞前體的腫瘤基質細胞的高度異質亞群,通常來源于正常駐留組織成纖維細胞、間充質干細胞、脂肪細胞、內皮細胞和周細胞[5-6]。CAFs是乳腺癌TME中最豐富的基質細胞[7]。既往研究[8-9]發現,CAFs多為受腫瘤影響活化后的成纖維細胞,主要通過分泌多種生長因子、趨化因子和細胞因子并重塑細胞外基質的途徑對腫瘤形成、發展、侵襲、轉移及治療抵抗起著重要的作用。因此,針對CAFs的研究可能是治療乳腺癌轉移和耐藥的一種潛在策略。筆者對CAFs在乳腺癌侵襲轉移及治療耐藥中的作用進行綜述,以期為乳腺癌的治療及研究提供更好的策略和方向。
1 乳腺癌中的CAFs
TME是腫瘤的重要組成部分,CAFs在腫瘤進展中發揮著不可或缺的作用[10]。盡管已有成熟的分子標志物[11],但由于基質細胞同時存在于正常組織和腫瘤組織中,且具有高度異質性,所以仍缺乏特異的生物學標志物,并且對CAFs的溯源研究也面臨著諸多難題。目前的證據[12]表明,乳腺癌的CAFs有多種細胞來源,而乳腺組織中固有的正常成纖維細胞(normal fibroblast,NF)是CAFs的主要來源。不同的細胞因子、miRNA、化療刺激以及與乳腺癌細胞共培養可以將NF轉化為表達不同標志蛋白的CAFs[13]。除此之外,也有研究證明CAFs還可以從其他途徑分化而來:從其他細胞類型(如內皮細胞,上皮細胞,血管平滑肌細胞,周細胞,脂肪細胞及其祖細胞)分化,通過上皮-間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)為間充質細胞的腫瘤細胞以及骨髓來源的前體細胞和骨髓間充質干細胞(bone marrow-mesenchymal stem cells,BM-MSC) [14]。近年來,單細胞測序技術為研究細胞狀態的波動和細胞可塑性的強度提供了機會。在最近的一項研究[15]中,研究者通過對來自14例乳腺癌患者腫瘤組織的單細胞RNA測序數據進行分析,成功地定義了9種CAFs亞型和1種周細胞,這9種亞型分別是:基質CAFs (matrix CAFs,mCAFs)、炎癥性CAFs(inflammatory CAFs,iCAFs),血管CAFs(vascular CAFs,vCAFs),腫瘤樣CAFs(tumour-like CAFs,tCAFs)、第2類tCAFs細胞、干擾素反應CAFs(interferon-response CAFs,ifnCAFs)、抗原呈遞CAFs(antigen-presenting CAFs,apCAFs)、網狀CAFs(reticular-like CAFs,rCAFs)和分裂CAFs(dividing CAFs,dCAFs);該研究還確定了每種CAFs類型的標志基因,并使用多重成像技術研究了它們在乳腺腫瘤中的空間分布以及與其他細胞的相互作用,并且在另外4種癌癥(非小細胞肺癌、結腸癌、胰腺導管癌和頭頸部鱗狀細胞癌)中進一步鑒定了這些CAFs亞型,表明了這些亞型和分類系統是通用的。該研究結果表明該通用的CAFs分類系統可成為未來研究成纖維細胞生物學的一個框架。
2 CAFs與耐藥
近年來,由于新型抗癌藥物的不斷發現和現有藥物的更個性化使用,對于乳腺癌的治療取得了不錯的效果。然而,耐藥仍然是乳腺癌治療中的一個重大障礙。腫瘤耐藥不僅與腫瘤細胞的固有特性有關,CAFs在腫瘤耐藥中的作用也越來越受到眾多研究者的關注。并且,由于耐藥的發生率越來越高,因此有必要深入了解耐藥的詳細機制,并制定有效的治療策略[16]。下面就CAFs在乳腺癌耐藥的作用機制作一介紹。
2.1 CAFs與放射抗性
放療是乳腺癌多學科管理的一個重要組成部分。放療技術的進步,降低了放療的毒性,改善了放療的結果[3]。然而,在乳腺癌中,放射抗性仍然是放療的主要障礙。因此,有必要闡明乳腺癌放射抗性的機制。CAFs衍生的肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor,HGF)激活肝細胞生長因子受體c-Met 信號通路和下游蛋白激酶B(也稱AKT)信號通路,從而促進乳腺癌細胞的EMT、生長和放射抗性。而輻射增強了CAFs的HGF分泌以及乳腺癌細胞中的c-Met表達,導致HGF/c-Met信號傳導途徑活化。此外,輻射又會誘導乳腺癌細胞分泌腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNFα)以促進CAFs增殖和HGF分泌。這種正反饋環在激活HGF/c-Met信號傳導途徑以促進乳腺癌的放射抗性發展中起關鍵作用[17]。因此,HGF在TME中乳腺癌細胞和CAFs之間的相互作用中發揮了關鍵作用,HGF/c-Met信號通路可能是乳腺癌放療增敏的關鍵靶點。此外,另一項體內外研究[18]發現,CAFs也可以通過旁分泌白細胞介素(interleukin,IL)6激活信號轉導和轉錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)信號通路調控p53的表達以促進乳腺癌細胞生長和放射抗性。并且近年來也有針對IL-6或IL-6受體(IL-6 receptor,IL-6R)的單克隆抗體的臨床試驗,托珠單抗(一種人源化抗IL-6受體單克隆抗體)的全球臨床試驗已成功證明其對類風濕性關節炎、幼年特發性關節炎和巨大淋巴結病(Castleman病)的卓越功效[19]。因此,將這些單克隆抗體與放療相結合可能是治療乳腺癌的一種選擇方法。
2.2 CAFs與化療耐藥
在乳腺癌的治療中,無論在疾病的早期還是復發轉移階段,化療都是十分重要的治療手段,然而CAFs介導的化療耐藥嚴重影響治療效果。研究人員通過臨床標本高通量篩選發現的膜蛋白,首次鑒定了TME中的CD10+GPR77+成纖維細胞亞群。CD10+GPR77+ CAFs通過由持續激活的核因子kappa B(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)信號調控分泌的IL-6和IL-8維持腫瘤干細胞干性,從而導致乳腺癌細胞對多西紫杉醇產生耐藥。其機制是通過補體分子對炎癥轉錄因子翻譯后修飾的調控作用實現的[20]。該研究揭示了特殊成纖維細胞亞群調控腫瘤干細胞干性,進而導致化療耐藥的新機制,為靶向腫瘤干細胞微環境的治療提供了新思路。在乳腺癌化療方案中,定期給予最大耐受劑量的細胞毒性藥物,癌細胞可以在化療周期之間的休息期重新生長或適應。有研究[21]發現,成纖維細胞可以促進癌細胞在高劑量化療藥物表柔比星和紫杉醇治療后的存活和再生,驅動癌細胞在化療后重新進入細胞周期,并且通過分泌干擾素-β1(interferon beta 1,IFNβ1)在治療后重新編程基質成纖維細胞進入抗細胞毒狀態以及支持腫瘤細胞生長。該研究揭示了癌細胞和成纖維細胞之間一種新的旁分泌調節形式,最終導致化療耐藥,因此靶向該軸有可能改善患者的化療結局。另一項研究[22]中,富含腺苷酸-尿嘧啶(adenosine-uracil,AU)的RNA結合因子1(AU-rich RNA-binding factor,UF1)促進化療耐藥乳腺癌干細胞的形成,以及促進乳腺上皮細胞的EMT過程和干細胞增殖。此外,表達高水平AUF1的CAFs通過旁分泌的方式增強了乳腺癌細胞對順鉑和多西紫杉醇化療藥物的細胞毒性和促凋亡作用的抗性。因此,乳腺成纖維細胞的 AUF1可能作為一種新的生物學標志物,并且也可能作為乳腺癌患者精確治療的特異性靶點。最近一項研究[23]中,研究者通過生物信息學的方法發現在間充質型的三陰性乳腺癌中,干擾素-γ/信號轉導和轉錄激活因子1/ Notch 同源受體3(interferon-γ/signal transducer and activator of transcription1/Notch3,INFG/STAT1/Notch3)是腫瘤干細胞(cancer stem cells,CSCs)與CAFs之間的分子聯系,并且通過體內外實驗驗證發現CAFs誘導乳腺癌細胞中的STAT1和Notch內胞質域3(notch intracellular domain,NICD3)表達,導致三陰性乳腺癌的耐藥性和再增殖;并且研究人員發現一種新的化合物γ-倒捻子素(γ-Mangostin)可以通過靶向INFG/STAT1/NOTCH3信號通路逆轉阿霉素耐藥并且使部分TME正常化,降低CAFs的浸潤。因此,γ-Mangostin可能作為一種新的抗乳腺癌化療耐藥以及抗腫瘤的新療法,但仍需要更多的實驗進一步證明。
2.3 CAFs與靶向耐藥
在乳腺癌的主要亞型中,HER2過表達(HER2+)與乳腺癌預后不良和復發風險增加有關[24]。抗 HER2單克隆抗體(mAb)—曲妥珠單抗和帕妥珠單抗,通過抑制乳腺癌細胞的增殖和促進細胞凋亡,明顯改善了HER2+ 乳腺癌患者的預后[25]。除了對 HER2+ 乳腺癌細胞的直接細胞毒性外,抗 HER2 mAb還被證明可以通過抗體依賴性細胞毒性(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)刺激抗癌免疫[26]。然而,由于耐藥機制的存在,靶向治療僅對 40%~60% 的患者有益,并且有 15%~20% 的病例出現了疾病復發[27]。研究人員[28]發現,HER2+ 乳腺癌的 CAFs產生并分泌高水平的成纖維細胞生長因子5 (fibroblast growth factors 5,FGF5),其與成纖維細胞生長因子受體2(fibroblast growth factor receptor-2,FGFR2)結合,通過磷酸化 c-Src 原癌基因來反式激活 HER2,進而誘導乳腺癌細胞對曲妥珠單抗和拉帕替尼的抗性;此外,檢測基質中的FGF5水平可以作為預測曲妥珠單抗治療HER2+ 乳腺癌患者療效的指標。因此,FGF5有可能作為預測HER2+ 乳腺癌靶向治療耐藥性的生物學標志物。另一項研究[29]中,研究人員通過開發一個完全擬人化的HER2+ 乳腺癌免疫活性模型,研究了與患者的治療反應相關的體外生物學過程,研究者從耐藥腫瘤中發現了轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)激活的CAFs,這個細胞亞群的存在與乳腺癌中的肌成纖維細胞(myofibro-blastic,CAF-S1)和平足蛋白(podoplanin,PDPN)陽性CAFs亞型以及低IL-2活性相關;并且,在無反應腫瘤中進行基質靶向型IL-2通路刺激能夠有效恢復曲妥珠單抗的抗癌效率。該研究證明了TME在識別和克服抗癌治療的耐藥機制方面具有重要的應用潛力。而在最新的一項研究中,研究人員鑒定了1個新的 PDPN陽性CAFs亞群,該亞群在曲妥珠單抗耐藥的腫瘤組織中富集。PDPN陽性CAFs通過分泌免疫抑制因子吲哚胺2,3-雙加氧酶1(indoleamine 2,3-dioxygenase 1,IDO1)及色氨酸2,3-雙加氧酶2(tryptophan 2,3-dioxygenase 2,TDO2),從而抑制由自然殺傷細胞(natural killer cell,NK細胞)介導的抗體依賴性細胞介導的細胞毒性(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC),從而促進HER2+ 乳腺癌對曲妥珠單抗的抗性。該研究結果提示,PDPN陽性CAFs可能是提高HER2+乳腺癌對曲妥珠單抗敏感性的新靶點。此外,同時靶向IDO1和TDO2的雙重抑制劑IDO/TDO-IN-3在逆轉PDPN陽性CAFs誘導的NK細胞介導的 ADCC抑制方面表現出良好的效果,這為挽救 NK 細胞介導的ADCC、克服曲妥珠單抗耐藥性和改善預后提供了一種有希望的治療策略[30]。
2.4 CAFs與內分泌耐藥
雌激素受體(estrogen receptor,ER)陽性乳腺癌是最常見的亞型。靶向ER是一種有效的治療方法,但內分泌抵抗仍然是治療失敗的主要原因,其中CAFs對乳腺癌內分泌治療的耐藥機制的研究備受關注。有研究[31]發現,ER+ 乳腺癌包含兩種由CD146表達定義的CAFs亞型,其中CD146陰性CAFs抑制ER+ 乳腺癌細胞中ER的表達,降低腫瘤細胞對雌激素的敏感性,增加腫瘤細胞對他莫昔芬治療的耐藥性;相反,CD146陽性CAFs的存在維持了ER+ 乳腺癌細胞中ER的表達,并維持了雌激素依賴性的增殖和對他莫昔芬的敏感性。并且在另一項研究[32]中,研究人員發現了一種新的CAFs亞群,CD63+ CAFs,其可促進乳腺癌中他莫西芬的耐藥性。其機制是,通過非受體酪氨酸激酶-信號轉導及激活轉錄因子(Janus kinases-signal transducer and activator of transcription,Jak-STAT)信號通路激活STAT3,從而促進金屬蛋白酶組織抑制因子1(tissue inhibitor of metalloproteinases 1,TIMP1)與細胞表面CD63結合以維持CD63+CAFs中CD63和miR-22的表達。CD63+CAFs分泌富含miR-22的外泌體,通過結合其靶點雌激素受體 α(estrogen receptor α,ESR1)和10號染色體缺失張力蛋白同源的磷酸酶基因(chromosome 10 deletion phosphatase-tension protein homologue,PTEN),減少乳腺癌中ESR1和PTEN的表達,從而使乳腺癌細胞對他莫昔芬產生耐藥性。因此,未來針對CD63+CAFs活性的各個方面(從CD63+CAFs到外泌體miR-22)的綜合干預措施具有提高他莫昔芬敏感性和進一步改善ER+乳腺癌患者結局的有希望的治療潛力。除此之外,他莫昔芬耐藥的乳腺癌細胞還可以通過旁分泌TGF-β1細胞因子的方式,具有更高的誘導正常成纖維細胞轉化為CAFs表型的能力,并促進CAFs中p44/42MAPK信號通路,從而促進CAFs的化療耐藥性[33]。因此,未來靶向TGF-β1和p44/42 MAPK信號通路可能被認為是一種對抗CAFs化療耐藥的新策略。
近年來,隨著對CAFs 更加細致的研究,CAFs對于乳腺癌治療耐藥方面的作用機制也逐漸變得更加清晰。這對于理解乳腺癌化療耐藥、靶向耐藥、內分泌耐藥以及放射抗性潛在的分子機制十分重要,并且為改善乳腺癌耐藥提供了新的機遇。
3 CAFs與乳腺癌的侵襲和轉移
有研究[34]表明,約90%癌癥患者并非死于原發性腫瘤,而是死于腫瘤的侵襲轉移。侵襲轉移是惡性腫瘤的特征,是非常復雜的連續多步驟過程,包括組織浸潤、血管內灌注、血液及淋巴系統外滲和組織定植、遠處器官的轉移克隆等,可導致患者病情惡化,是乳腺癌患者死亡的主要原因[35]。CAFs是一種異質性的細胞群,廣泛參與腫瘤侵襲轉移過程。因此,了解轉移的分子決定因素對于尋找新的治療策略是至關重要的。
3.1 CAFs與TME的調控
越來越多的證據表明,腫瘤轉移不僅依賴于腫瘤細胞本身,而且還受到TME 的調節[36]。CAFs是聚集在TME中數量最多的腫瘤細胞[37],并通過多種途徑促進腫瘤轉移[38]。因此,調控CAFs的功能是治療乳腺癌的一種有前途的策略。microRNAs(miRNAs)是一種小的非編碼RNA,通過與靶基因的3′ 非翻譯區(3′ utr)結合調控基因表達,導致轉錄后下調[39]。miRNAs可以致癌或作為腫瘤抑制因子,這取決于它們所調節的特定基因[40]。有研究[41]發現,CAF中的miR-222通過靶向層蛋白B受體(lamin B receptor,LBR)的表達,重編程的CAFs促進乳腺癌的生長和轉移。另有研究[42]表明,CAFs中的粘著斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)信號通路通過調節CAFs外泌體 miR-16和miR-148a介導的細胞間信息傳導,從而促進乳腺癌細胞的遷移和轉移。既往研究發現,補體C3是補體激活的核心成分[43],C3的激活導致C3a的生成,而C3a是TME中重要的促瘤因子[44]。研究[45]發現,C3a與其同源受體C3aR結合,激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B,PI3K/AKT)信號通路,從而導致CAFs的激活,增強CAFs的細胞因子分泌和細胞外基質成分的表達,通過促進腫瘤細胞的EMT來增強乳腺癌的肺轉移。因此,靶向C3aR信號通路是一種潛在的乳腺癌治療的抗轉移策略。眾所周知,癌細胞在體內的遷移可能具有高度異質性,細胞表現出廣泛的遷移表型[46]。而有研究[47]發現,在乳腺癌中,高度遷移的癌細胞能夠獨立遷移,而弱遷移的癌細胞通過釋放富含轉谷氨酰胺酶2(tissue transglutaminase,Tg2)的微泡,從而激活成纖維細胞,在體外導致弱遷移癌細胞的遷移,在體內誘導腫瘤的硬化和成纖維細胞的活化,并增強弱遷移細胞的轉移。該研究是第一次描述了一種機制,即具有弱遷移表型的癌細胞可以操縱TME中的細胞逃避原發腫瘤,這些發現可能對設計檢測和靶向轉移癌細胞的模式和療法具有更廣泛的意義。近年來,又有研究團隊[48]發現,在CAFs激活的增強子中,FOS和JUN家族轉錄因子最為富集,它們通常形成激活蛋白1(activator protein-1,AP-1)二聚體并與其調控元件結合,且JUN蛋白在轉移性乳腺癌的癌間質微環境中大量活化;進一步通過功能性實驗研究,論證了活化的JUN對于CAFs激活的增強子的重塑和促癌細胞轉移功能的獲得起著驅動作用;此外,抑制JUN的轉錄活性則能夠顯著降低乳腺癌的轉移風險。該研究了解了CAFs激活過程中的動態染色質景觀和轉錄網絡,這將有望為抗癌治療提供一個有希望的策略。
3.2 CAFs與炎性因子
炎癥被確定為癌癥的標志之一[49],并且CAFs 由于其募集免疫細胞的能力,并影響腫瘤免疫系統的相互作用[50],也被證明是介導腫瘤促進炎癥的關鍵參與者[51]。然而,調節 CAFs 炎癥作用的觸發因子和分子信號仍然缺乏特征。炎性小體是一個多蛋白復合物家族,由先天免疫系統的細胞表達,作為其病原體模式識別和損傷感知機制的一部分[52]。NOD樣受體蛋白3炎癥小體(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)在無菌炎癥過程中通過識別自身衍生的危險信號—損傷相關分子模式(damage associated molecular patterns,DAMPs)來感知組織損傷[53]。由于癌細胞的壞死和持續的組織損傷,TME中充滿了DAMPs[54]。有研究[55]發現,CAFs可感知 DAMPs,從而激活NLRP3炎癥小體通路,引發CAFs的促炎癥信號轉導和IL-1β的分泌,通過調節TME向免疫抑制的方向發展,以及上調內皮細胞黏附分子的表達,促進乳腺腫瘤的進展和肺轉移。該研究結果通過將成纖維細胞的生理組織損傷反應與腫瘤促進炎癥聯系起來,闡明了CAFs促進乳腺癌進展和轉移的機制。
3.3 CAFs與轉移前生態位的形成
原發腫瘤在特定的繼發器官中產生的轉移前生態位(pre-metastatic niche,PMN)對后續腫瘤細胞的定植和轉移至關重要[56]。PMN形成的初始階段以血管生成和血管通透性增加為特征[57]。腫瘤原發部位血管的功能和機制已得到充分研究,但對腫瘤繼發轉移部位血管的變化知之甚少。因此,探索PMN在腫瘤中的形成機制可能為轉移性腫瘤的治療提供有用的見解和有價值的策略。研究[58]發現,長鏈非編碼RNA SNHG5 (long non-coding RNA SNHG5,lncSNHG5)可與胰島素樣生長因子2-mRNA結合蛋白2(insulin like growth factor 2 mRNA binding protein 2,IGF2BP2)相互作用,以RNA分子腺嘌呤第 6 位氮原子上的甲基化修飾(N6-methyladenosine,M6A)依賴性方式增強鋅指蛋白281 (zinc finger protein 281,ZNF281)mRNA的穩定性。增強的ZNF281轉錄調控CAFs中C-C基序趨化因子配體(C-C motif chemokine ligand,CCL)2 和CCL5的表達,進而激活內皮細胞中p38 絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路,從而誘導轉移環境中PMN的形成。因此,lncSNHG5-ZNF281-CCL2/CCL5信號通路在誘導PMN形成促進乳腺癌轉移中起重要作用,并可能成為診斷和治療乳腺癌轉移的潛在靶點。此外,癌細胞從原發腫瘤分離,滲入到循環和淋巴系統,稱為循環腫瘤細胞(circulating tumor cell,CTC) [59]。并且,有證據[60]表明,循環中 CTC 的存在與癌癥患者的預后和生存率密切相關。除了 CTC之外,也有研究[61]已經證明轉移性腫瘤細胞可以隨著基質成分(包括CAFs)從原發部位遷移,即所謂的循環 CAFs(cCAFs)。這些 CAFs 是TME中最豐富的基質細胞,有助于癌細胞滲入血液,在循環過程中支持 CTC的存活,滲出并在遠處生長[62]。在最近一項研究[63]中,研究人員發現了一種新的 cCAFs 生物學標志物整合素α5 (integrinα5,ITGA5),并且發現阿霉素脂質體化療誘導了 CTC和 cCAFs在血液中的釋放,最終支持乳腺癌PMN的形成。因此,以ITGA5為標志物檢測cCAFs,與檢測CTC一起,可能為監測腫瘤進展及化療對轉移播散的影響提供重要的參考價值。
綜上所述,乳腺癌CAFs可以通過多種途徑來促進乳腺癌的侵襲和轉移,通過調節CAFs的功能或者靶向CAFs分泌的各種因子有希望成為抗乳腺癌侵襲和轉移的有效策略,但是確定更加特異性的標志物仍是未來工作的重中之重。
4 總結與展望
CAFs是乳腺 TME 中最重要的細胞之一,在乳腺癌復發轉移、耐藥等方面發揮著至關重要的作用,如促進乳腺癌放療抗性、化療耐藥、靶向耐藥及內分泌耐藥,并且通過調控TME、分泌炎性因子、促進 PMN的形成等促進乳腺癌的轉移。目前針對乳腺癌治療耐藥及轉移的CAFs相關研究取得了一定進展,但距離臨床應用尚有差距。目前,針對治療耐藥及侵襲轉移的乳腺癌中CAFs的主要研究有:① 針對 CAFs 的來源。阻斷 CAFs的來源,抑制 CAFs 形成,促進 CAFs的逆分化,但 CAFs起源尚不明確是該治療手段的最大障礙。② 靶向 CAFs及其分泌因子。目前該治療手段已應用于臨床,但存在缺乏特異性標志物、靶向效率不高等問題,仍有待完善。各種研究表明,CAFs在未來改善腫瘤治療效果方面顯示了一定的潛力,但乳腺癌的CAFs作用機制的復雜性、生物學異質性等關鍵特征使得為患者設計具有足夠特異性和可控副作用的靶向策略變得困難,有關CAFs靶向藥物的研究仍面臨嚴峻挑戰。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:劉廣進負責文獻檢索與整理和文章撰寫;郭夢杰負責寫作框架與寫作指導;李嘉琪負責文獻檢索與資料收集;李元棟指導選題并對最終文稿進行審閱。
乳腺癌是一個重大的全球公共衛生問題,2020年,乳腺癌正式取代肺癌成為“全球第一大癌”。根據2022年最新癌癥統計數據[1]表明,對于女性來說,乳腺癌、肺癌和結直腸癌占所有新發病例的51%,僅乳腺癌就占近1/3,因此乳腺癌是女性發病率第一的惡性腫瘤,且癌癥病死率僅次于肺癌。自2014–2018年期間,女性乳腺癌的發病率繼續緩慢增長(每年增長0.5%);然而,乳腺癌死亡率下降幅度較既往減緩(2011–2020年每年下降1.3%,2002–2011年每年下降1.9%)。表明近年來乳腺癌的研究進展停滯不前,因此需要更加具有針對性的癌癥治療措施來降低癌癥死亡率[1-2]。雖然傳統的乳腺癌治療方法如手術、放射治療(以下簡稱放療)、化學治療(以下簡稱化療)、免疫治療和靶向治療已經取得了顯著的進展,但許多患者在疾病進展過程中對這些治療方法產生耐藥性,最終導致腫瘤復發和轉移,嚴重影響患者的治療效果及遠期生存率。因此,對乳腺癌侵襲轉移及耐藥機制的相關研究至關重要。治療耐藥不僅與癌細胞的固有特性有關,而且與腫瘤微環境(tumor microenvironment,TME)的成分有關。TME在治療耐藥和腫瘤進展中起重要作用[3]。TME由多種非細胞因子和不同的細胞類型組成,如癌相關成纖維細胞(cancer-associated fibroblasts,CAFs)、免疫細胞、內皮細胞、周細胞和脂肪細胞[4]。腫瘤和基質細胞之間的復雜串擾會誘導治療耐藥性和腫瘤進展。因此,了解腫瘤和基質細胞之間廣泛的相互作用對于提高腫瘤治療的效果至關重要。CAFs是源自各種細胞前體的腫瘤基質細胞的高度異質亞群,通常來源于正常駐留組織成纖維細胞、間充質干細胞、脂肪細胞、內皮細胞和周細胞[5-6]。CAFs是乳腺癌TME中最豐富的基質細胞[7]。既往研究[8-9]發現,CAFs多為受腫瘤影響活化后的成纖維細胞,主要通過分泌多種生長因子、趨化因子和細胞因子并重塑細胞外基質的途徑對腫瘤形成、發展、侵襲、轉移及治療抵抗起著重要的作用。因此,針對CAFs的研究可能是治療乳腺癌轉移和耐藥的一種潛在策略。筆者對CAFs在乳腺癌侵襲轉移及治療耐藥中的作用進行綜述,以期為乳腺癌的治療及研究提供更好的策略和方向。
1 乳腺癌中的CAFs
TME是腫瘤的重要組成部分,CAFs在腫瘤進展中發揮著不可或缺的作用[10]。盡管已有成熟的分子標志物[11],但由于基質細胞同時存在于正常組織和腫瘤組織中,且具有高度異質性,所以仍缺乏特異的生物學標志物,并且對CAFs的溯源研究也面臨著諸多難題。目前的證據[12]表明,乳腺癌的CAFs有多種細胞來源,而乳腺組織中固有的正常成纖維細胞(normal fibroblast,NF)是CAFs的主要來源。不同的細胞因子、miRNA、化療刺激以及與乳腺癌細胞共培養可以將NF轉化為表達不同標志蛋白的CAFs[13]。除此之外,也有研究證明CAFs還可以從其他途徑分化而來:從其他細胞類型(如內皮細胞,上皮細胞,血管平滑肌細胞,周細胞,脂肪細胞及其祖細胞)分化,通過上皮-間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)為間充質細胞的腫瘤細胞以及骨髓來源的前體細胞和骨髓間充質干細胞(bone marrow-mesenchymal stem cells,BM-MSC) [14]。近年來,單細胞測序技術為研究細胞狀態的波動和細胞可塑性的強度提供了機會。在最近的一項研究[15]中,研究者通過對來自14例乳腺癌患者腫瘤組織的單細胞RNA測序數據進行分析,成功地定義了9種CAFs亞型和1種周細胞,這9種亞型分別是:基質CAFs (matrix CAFs,mCAFs)、炎癥性CAFs(inflammatory CAFs,iCAFs),血管CAFs(vascular CAFs,vCAFs),腫瘤樣CAFs(tumour-like CAFs,tCAFs)、第2類tCAFs細胞、干擾素反應CAFs(interferon-response CAFs,ifnCAFs)、抗原呈遞CAFs(antigen-presenting CAFs,apCAFs)、網狀CAFs(reticular-like CAFs,rCAFs)和分裂CAFs(dividing CAFs,dCAFs);該研究還確定了每種CAFs類型的標志基因,并使用多重成像技術研究了它們在乳腺腫瘤中的空間分布以及與其他細胞的相互作用,并且在另外4種癌癥(非小細胞肺癌、結腸癌、胰腺導管癌和頭頸部鱗狀細胞癌)中進一步鑒定了這些CAFs亞型,表明了這些亞型和分類系統是通用的。該研究結果表明該通用的CAFs分類系統可成為未來研究成纖維細胞生物學的一個框架。
2 CAFs與耐藥
近年來,由于新型抗癌藥物的不斷發現和現有藥物的更個性化使用,對于乳腺癌的治療取得了不錯的效果。然而,耐藥仍然是乳腺癌治療中的一個重大障礙。腫瘤耐藥不僅與腫瘤細胞的固有特性有關,CAFs在腫瘤耐藥中的作用也越來越受到眾多研究者的關注。并且,由于耐藥的發生率越來越高,因此有必要深入了解耐藥的詳細機制,并制定有效的治療策略[16]。下面就CAFs在乳腺癌耐藥的作用機制作一介紹。
2.1 CAFs與放射抗性
放療是乳腺癌多學科管理的一個重要組成部分。放療技術的進步,降低了放療的毒性,改善了放療的結果[3]。然而,在乳腺癌中,放射抗性仍然是放療的主要障礙。因此,有必要闡明乳腺癌放射抗性的機制。CAFs衍生的肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor,HGF)激活肝細胞生長因子受體c-Met 信號通路和下游蛋白激酶B(也稱AKT)信號通路,從而促進乳腺癌細胞的EMT、生長和放射抗性。而輻射增強了CAFs的HGF分泌以及乳腺癌細胞中的c-Met表達,導致HGF/c-Met信號傳導途徑活化。此外,輻射又會誘導乳腺癌細胞分泌腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNFα)以促進CAFs增殖和HGF分泌。這種正反饋環在激活HGF/c-Met信號傳導途徑以促進乳腺癌的放射抗性發展中起關鍵作用[17]。因此,HGF在TME中乳腺癌細胞和CAFs之間的相互作用中發揮了關鍵作用,HGF/c-Met信號通路可能是乳腺癌放療增敏的關鍵靶點。此外,另一項體內外研究[18]發現,CAFs也可以通過旁分泌白細胞介素(interleukin,IL)6激活信號轉導和轉錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)信號通路調控p53的表達以促進乳腺癌細胞生長和放射抗性。并且近年來也有針對IL-6或IL-6受體(IL-6 receptor,IL-6R)的單克隆抗體的臨床試驗,托珠單抗(一種人源化抗IL-6受體單克隆抗體)的全球臨床試驗已成功證明其對類風濕性關節炎、幼年特發性關節炎和巨大淋巴結病(Castleman病)的卓越功效[19]。因此,將這些單克隆抗體與放療相結合可能是治療乳腺癌的一種選擇方法。
2.2 CAFs與化療耐藥
在乳腺癌的治療中,無論在疾病的早期還是復發轉移階段,化療都是十分重要的治療手段,然而CAFs介導的化療耐藥嚴重影響治療效果。研究人員通過臨床標本高通量篩選發現的膜蛋白,首次鑒定了TME中的CD10+GPR77+成纖維細胞亞群。CD10+GPR77+ CAFs通過由持續激活的核因子kappa B(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)信號調控分泌的IL-6和IL-8維持腫瘤干細胞干性,從而導致乳腺癌細胞對多西紫杉醇產生耐藥。其機制是通過補體分子對炎癥轉錄因子翻譯后修飾的調控作用實現的[20]。該研究揭示了特殊成纖維細胞亞群調控腫瘤干細胞干性,進而導致化療耐藥的新機制,為靶向腫瘤干細胞微環境的治療提供了新思路。在乳腺癌化療方案中,定期給予最大耐受劑量的細胞毒性藥物,癌細胞可以在化療周期之間的休息期重新生長或適應。有研究[21]發現,成纖維細胞可以促進癌細胞在高劑量化療藥物表柔比星和紫杉醇治療后的存活和再生,驅動癌細胞在化療后重新進入細胞周期,并且通過分泌干擾素-β1(interferon beta 1,IFNβ1)在治療后重新編程基質成纖維細胞進入抗細胞毒狀態以及支持腫瘤細胞生長。該研究揭示了癌細胞和成纖維細胞之間一種新的旁分泌調節形式,最終導致化療耐藥,因此靶向該軸有可能改善患者的化療結局。另一項研究[22]中,富含腺苷酸-尿嘧啶(adenosine-uracil,AU)的RNA結合因子1(AU-rich RNA-binding factor,UF1)促進化療耐藥乳腺癌干細胞的形成,以及促進乳腺上皮細胞的EMT過程和干細胞增殖。此外,表達高水平AUF1的CAFs通過旁分泌的方式增強了乳腺癌細胞對順鉑和多西紫杉醇化療藥物的細胞毒性和促凋亡作用的抗性。因此,乳腺成纖維細胞的 AUF1可能作為一種新的生物學標志物,并且也可能作為乳腺癌患者精確治療的特異性靶點。最近一項研究[23]中,研究者通過生物信息學的方法發現在間充質型的三陰性乳腺癌中,干擾素-γ/信號轉導和轉錄激活因子1/ Notch 同源受體3(interferon-γ/signal transducer and activator of transcription1/Notch3,INFG/STAT1/Notch3)是腫瘤干細胞(cancer stem cells,CSCs)與CAFs之間的分子聯系,并且通過體內外實驗驗證發現CAFs誘導乳腺癌細胞中的STAT1和Notch內胞質域3(notch intracellular domain,NICD3)表達,導致三陰性乳腺癌的耐藥性和再增殖;并且研究人員發現一種新的化合物γ-倒捻子素(γ-Mangostin)可以通過靶向INFG/STAT1/NOTCH3信號通路逆轉阿霉素耐藥并且使部分TME正常化,降低CAFs的浸潤。因此,γ-Mangostin可能作為一種新的抗乳腺癌化療耐藥以及抗腫瘤的新療法,但仍需要更多的實驗進一步證明。
2.3 CAFs與靶向耐藥
在乳腺癌的主要亞型中,HER2過表達(HER2+)與乳腺癌預后不良和復發風險增加有關[24]。抗 HER2單克隆抗體(mAb)—曲妥珠單抗和帕妥珠單抗,通過抑制乳腺癌細胞的增殖和促進細胞凋亡,明顯改善了HER2+ 乳腺癌患者的預后[25]。除了對 HER2+ 乳腺癌細胞的直接細胞毒性外,抗 HER2 mAb還被證明可以通過抗體依賴性細胞毒性(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)刺激抗癌免疫[26]。然而,由于耐藥機制的存在,靶向治療僅對 40%~60% 的患者有益,并且有 15%~20% 的病例出現了疾病復發[27]。研究人員[28]發現,HER2+ 乳腺癌的 CAFs產生并分泌高水平的成纖維細胞生長因子5 (fibroblast growth factors 5,FGF5),其與成纖維細胞生長因子受體2(fibroblast growth factor receptor-2,FGFR2)結合,通過磷酸化 c-Src 原癌基因來反式激活 HER2,進而誘導乳腺癌細胞對曲妥珠單抗和拉帕替尼的抗性;此外,檢測基質中的FGF5水平可以作為預測曲妥珠單抗治療HER2+ 乳腺癌患者療效的指標。因此,FGF5有可能作為預測HER2+ 乳腺癌靶向治療耐藥性的生物學標志物。另一項研究[29]中,研究人員通過開發一個完全擬人化的HER2+ 乳腺癌免疫活性模型,研究了與患者的治療反應相關的體外生物學過程,研究者從耐藥腫瘤中發現了轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)激活的CAFs,這個細胞亞群的存在與乳腺癌中的肌成纖維細胞(myofibro-blastic,CAF-S1)和平足蛋白(podoplanin,PDPN)陽性CAFs亞型以及低IL-2活性相關;并且,在無反應腫瘤中進行基質靶向型IL-2通路刺激能夠有效恢復曲妥珠單抗的抗癌效率。該研究證明了TME在識別和克服抗癌治療的耐藥機制方面具有重要的應用潛力。而在最新的一項研究中,研究人員鑒定了1個新的 PDPN陽性CAFs亞群,該亞群在曲妥珠單抗耐藥的腫瘤組織中富集。PDPN陽性CAFs通過分泌免疫抑制因子吲哚胺2,3-雙加氧酶1(indoleamine 2,3-dioxygenase 1,IDO1)及色氨酸2,3-雙加氧酶2(tryptophan 2,3-dioxygenase 2,TDO2),從而抑制由自然殺傷細胞(natural killer cell,NK細胞)介導的抗體依賴性細胞介導的細胞毒性(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC),從而促進HER2+ 乳腺癌對曲妥珠單抗的抗性。該研究結果提示,PDPN陽性CAFs可能是提高HER2+乳腺癌對曲妥珠單抗敏感性的新靶點。此外,同時靶向IDO1和TDO2的雙重抑制劑IDO/TDO-IN-3在逆轉PDPN陽性CAFs誘導的NK細胞介導的 ADCC抑制方面表現出良好的效果,這為挽救 NK 細胞介導的ADCC、克服曲妥珠單抗耐藥性和改善預后提供了一種有希望的治療策略[30]。
2.4 CAFs與內分泌耐藥
雌激素受體(estrogen receptor,ER)陽性乳腺癌是最常見的亞型。靶向ER是一種有效的治療方法,但內分泌抵抗仍然是治療失敗的主要原因,其中CAFs對乳腺癌內分泌治療的耐藥機制的研究備受關注。有研究[31]發現,ER+ 乳腺癌包含兩種由CD146表達定義的CAFs亞型,其中CD146陰性CAFs抑制ER+ 乳腺癌細胞中ER的表達,降低腫瘤細胞對雌激素的敏感性,增加腫瘤細胞對他莫昔芬治療的耐藥性;相反,CD146陽性CAFs的存在維持了ER+ 乳腺癌細胞中ER的表達,并維持了雌激素依賴性的增殖和對他莫昔芬的敏感性。并且在另一項研究[32]中,研究人員發現了一種新的CAFs亞群,CD63+ CAFs,其可促進乳腺癌中他莫西芬的耐藥性。其機制是,通過非受體酪氨酸激酶-信號轉導及激活轉錄因子(Janus kinases-signal transducer and activator of transcription,Jak-STAT)信號通路激活STAT3,從而促進金屬蛋白酶組織抑制因子1(tissue inhibitor of metalloproteinases 1,TIMP1)與細胞表面CD63結合以維持CD63+CAFs中CD63和miR-22的表達。CD63+CAFs分泌富含miR-22的外泌體,通過結合其靶點雌激素受體 α(estrogen receptor α,ESR1)和10號染色體缺失張力蛋白同源的磷酸酶基因(chromosome 10 deletion phosphatase-tension protein homologue,PTEN),減少乳腺癌中ESR1和PTEN的表達,從而使乳腺癌細胞對他莫昔芬產生耐藥性。因此,未來針對CD63+CAFs活性的各個方面(從CD63+CAFs到外泌體miR-22)的綜合干預措施具有提高他莫昔芬敏感性和進一步改善ER+乳腺癌患者結局的有希望的治療潛力。除此之外,他莫昔芬耐藥的乳腺癌細胞還可以通過旁分泌TGF-β1細胞因子的方式,具有更高的誘導正常成纖維細胞轉化為CAFs表型的能力,并促進CAFs中p44/42MAPK信號通路,從而促進CAFs的化療耐藥性[33]。因此,未來靶向TGF-β1和p44/42 MAPK信號通路可能被認為是一種對抗CAFs化療耐藥的新策略。
近年來,隨著對CAFs 更加細致的研究,CAFs對于乳腺癌治療耐藥方面的作用機制也逐漸變得更加清晰。這對于理解乳腺癌化療耐藥、靶向耐藥、內分泌耐藥以及放射抗性潛在的分子機制十分重要,并且為改善乳腺癌耐藥提供了新的機遇。
3 CAFs與乳腺癌的侵襲和轉移
有研究[34]表明,約90%癌癥患者并非死于原發性腫瘤,而是死于腫瘤的侵襲轉移。侵襲轉移是惡性腫瘤的特征,是非常復雜的連續多步驟過程,包括組織浸潤、血管內灌注、血液及淋巴系統外滲和組織定植、遠處器官的轉移克隆等,可導致患者病情惡化,是乳腺癌患者死亡的主要原因[35]。CAFs是一種異質性的細胞群,廣泛參與腫瘤侵襲轉移過程。因此,了解轉移的分子決定因素對于尋找新的治療策略是至關重要的。
3.1 CAFs與TME的調控
越來越多的證據表明,腫瘤轉移不僅依賴于腫瘤細胞本身,而且還受到TME 的調節[36]。CAFs是聚集在TME中數量最多的腫瘤細胞[37],并通過多種途徑促進腫瘤轉移[38]。因此,調控CAFs的功能是治療乳腺癌的一種有前途的策略。microRNAs(miRNAs)是一種小的非編碼RNA,通過與靶基因的3′ 非翻譯區(3′ utr)結合調控基因表達,導致轉錄后下調[39]。miRNAs可以致癌或作為腫瘤抑制因子,這取決于它們所調節的特定基因[40]。有研究[41]發現,CAF中的miR-222通過靶向層蛋白B受體(lamin B receptor,LBR)的表達,重編程的CAFs促進乳腺癌的生長和轉移。另有研究[42]表明,CAFs中的粘著斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)信號通路通過調節CAFs外泌體 miR-16和miR-148a介導的細胞間信息傳導,從而促進乳腺癌細胞的遷移和轉移。既往研究發現,補體C3是補體激活的核心成分[43],C3的激活導致C3a的生成,而C3a是TME中重要的促瘤因子[44]。研究[45]發現,C3a與其同源受體C3aR結合,激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B,PI3K/AKT)信號通路,從而導致CAFs的激活,增強CAFs的細胞因子分泌和細胞外基質成分的表達,通過促進腫瘤細胞的EMT來增強乳腺癌的肺轉移。因此,靶向C3aR信號通路是一種潛在的乳腺癌治療的抗轉移策略。眾所周知,癌細胞在體內的遷移可能具有高度異質性,細胞表現出廣泛的遷移表型[46]。而有研究[47]發現,在乳腺癌中,高度遷移的癌細胞能夠獨立遷移,而弱遷移的癌細胞通過釋放富含轉谷氨酰胺酶2(tissue transglutaminase,Tg2)的微泡,從而激活成纖維細胞,在體外導致弱遷移癌細胞的遷移,在體內誘導腫瘤的硬化和成纖維細胞的活化,并增強弱遷移細胞的轉移。該研究是第一次描述了一種機制,即具有弱遷移表型的癌細胞可以操縱TME中的細胞逃避原發腫瘤,這些發現可能對設計檢測和靶向轉移癌細胞的模式和療法具有更廣泛的意義。近年來,又有研究團隊[48]發現,在CAFs激活的增強子中,FOS和JUN家族轉錄因子最為富集,它們通常形成激活蛋白1(activator protein-1,AP-1)二聚體并與其調控元件結合,且JUN蛋白在轉移性乳腺癌的癌間質微環境中大量活化;進一步通過功能性實驗研究,論證了活化的JUN對于CAFs激活的增強子的重塑和促癌細胞轉移功能的獲得起著驅動作用;此外,抑制JUN的轉錄活性則能夠顯著降低乳腺癌的轉移風險。該研究了解了CAFs激活過程中的動態染色質景觀和轉錄網絡,這將有望為抗癌治療提供一個有希望的策略。
3.2 CAFs與炎性因子
炎癥被確定為癌癥的標志之一[49],并且CAFs 由于其募集免疫細胞的能力,并影響腫瘤免疫系統的相互作用[50],也被證明是介導腫瘤促進炎癥的關鍵參與者[51]。然而,調節 CAFs 炎癥作用的觸發因子和分子信號仍然缺乏特征。炎性小體是一個多蛋白復合物家族,由先天免疫系統的細胞表達,作為其病原體模式識別和損傷感知機制的一部分[52]。NOD樣受體蛋白3炎癥小體(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)在無菌炎癥過程中通過識別自身衍生的危險信號—損傷相關分子模式(damage associated molecular patterns,DAMPs)來感知組織損傷[53]。由于癌細胞的壞死和持續的組織損傷,TME中充滿了DAMPs[54]。有研究[55]發現,CAFs可感知 DAMPs,從而激活NLRP3炎癥小體通路,引發CAFs的促炎癥信號轉導和IL-1β的分泌,通過調節TME向免疫抑制的方向發展,以及上調內皮細胞黏附分子的表達,促進乳腺腫瘤的進展和肺轉移。該研究結果通過將成纖維細胞的生理組織損傷反應與腫瘤促進炎癥聯系起來,闡明了CAFs促進乳腺癌進展和轉移的機制。
3.3 CAFs與轉移前生態位的形成
原發腫瘤在特定的繼發器官中產生的轉移前生態位(pre-metastatic niche,PMN)對后續腫瘤細胞的定植和轉移至關重要[56]。PMN形成的初始階段以血管生成和血管通透性增加為特征[57]。腫瘤原發部位血管的功能和機制已得到充分研究,但對腫瘤繼發轉移部位血管的變化知之甚少。因此,探索PMN在腫瘤中的形成機制可能為轉移性腫瘤的治療提供有用的見解和有價值的策略。研究[58]發現,長鏈非編碼RNA SNHG5 (long non-coding RNA SNHG5,lncSNHG5)可與胰島素樣生長因子2-mRNA結合蛋白2(insulin like growth factor 2 mRNA binding protein 2,IGF2BP2)相互作用,以RNA分子腺嘌呤第 6 位氮原子上的甲基化修飾(N6-methyladenosine,M6A)依賴性方式增強鋅指蛋白281 (zinc finger protein 281,ZNF281)mRNA的穩定性。增強的ZNF281轉錄調控CAFs中C-C基序趨化因子配體(C-C motif chemokine ligand,CCL)2 和CCL5的表達,進而激活內皮細胞中p38 絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路,從而誘導轉移環境中PMN的形成。因此,lncSNHG5-ZNF281-CCL2/CCL5信號通路在誘導PMN形成促進乳腺癌轉移中起重要作用,并可能成為診斷和治療乳腺癌轉移的潛在靶點。此外,癌細胞從原發腫瘤分離,滲入到循環和淋巴系統,稱為循環腫瘤細胞(circulating tumor cell,CTC) [59]。并且,有證據[60]表明,循環中 CTC 的存在與癌癥患者的預后和生存率密切相關。除了 CTC之外,也有研究[61]已經證明轉移性腫瘤細胞可以隨著基質成分(包括CAFs)從原發部位遷移,即所謂的循環 CAFs(cCAFs)。這些 CAFs 是TME中最豐富的基質細胞,有助于癌細胞滲入血液,在循環過程中支持 CTC的存活,滲出并在遠處生長[62]。在最近一項研究[63]中,研究人員發現了一種新的 cCAFs 生物學標志物整合素α5 (integrinα5,ITGA5),并且發現阿霉素脂質體化療誘導了 CTC和 cCAFs在血液中的釋放,最終支持乳腺癌PMN的形成。因此,以ITGA5為標志物檢測cCAFs,與檢測CTC一起,可能為監測腫瘤進展及化療對轉移播散的影響提供重要的參考價值。
綜上所述,乳腺癌CAFs可以通過多種途徑來促進乳腺癌的侵襲和轉移,通過調節CAFs的功能或者靶向CAFs分泌的各種因子有希望成為抗乳腺癌侵襲和轉移的有效策略,但是確定更加特異性的標志物仍是未來工作的重中之重。
4 總結與展望
CAFs是乳腺 TME 中最重要的細胞之一,在乳腺癌復發轉移、耐藥等方面發揮著至關重要的作用,如促進乳腺癌放療抗性、化療耐藥、靶向耐藥及內分泌耐藥,并且通過調控TME、分泌炎性因子、促進 PMN的形成等促進乳腺癌的轉移。目前針對乳腺癌治療耐藥及轉移的CAFs相關研究取得了一定進展,但距離臨床應用尚有差距。目前,針對治療耐藥及侵襲轉移的乳腺癌中CAFs的主要研究有:① 針對 CAFs 的來源。阻斷 CAFs的來源,抑制 CAFs 形成,促進 CAFs的逆分化,但 CAFs起源尚不明確是該治療手段的最大障礙。② 靶向 CAFs及其分泌因子。目前該治療手段已應用于臨床,但存在缺乏特異性標志物、靶向效率不高等問題,仍有待完善。各種研究表明,CAFs在未來改善腫瘤治療效果方面顯示了一定的潛力,但乳腺癌的CAFs作用機制的復雜性、生物學異質性等關鍵特征使得為患者設計具有足夠特異性和可控副作用的靶向策略變得困難,有關CAFs靶向藥物的研究仍面臨嚴峻挑戰。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:劉廣進負責文獻檢索與整理和文章撰寫;郭夢杰負責寫作框架與寫作指導;李嘉琪負責文獻檢索與資料收集;李元棟指導選題并對最終文稿進行審閱。