本文關(guān)鍵詞：腫瘤微環(huán)境——腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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中國肺癌雜志20??5年??月第??8卷第??期Chin J Lung Cancer, January 20??5, Vol.??8, No.??

DOI: ??0.3779/j.issn.??009-34??9.20??5.0??.08

·綜述·

楊芳 綜述 于雁 審校

腫瘤微環(huán)境——腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素

【摘要】 腫瘤轉(zhuǎn)移是癌癥治療失敗和患者死亡的主要原因，其分子機制復(fù)雜，涉及多步驟、多階段、多基因的變化。作為腫瘤細(xì)胞賴以生存的場所，腫瘤微環(huán)境在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中起到至關(guān)重要的作用。因此，研究腫瘤微環(huán)境與腫瘤轉(zhuǎn)移的動態(tài)關(guān)系，闡明微環(huán)境中不同因子在轉(zhuǎn)移過程中的分子機制是抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】 腫瘤微環(huán)境；腫瘤轉(zhuǎn)移；分子機制

Tumor Microenvironment-the Critical Element of Tumor Metastasis

Fang YANG, Yan YU

Department of Medical Oncology, Tumor Hospital, Harbin Medical University, Harbin 150081, China

Corresponding author: Yan YU, E-mail: gpyuyan@163.com

【Abstract】 Metastasis is the main reason for the failure of cancer therapy and the death of patients. The molecular mechanism is complex, involving the change of multi-step, multi-stage and multi-gene. As the survival places of tumor cells, the tumor microenvironment plays a crucial role in tumor metastasis. Therefore, the study of the dynamic relationship between the tumor microenvironment and tumor metastasis, to clarify the molecular mechanisms in the metastasis process is the key point to inhibit the tumor metastasis.

【Key words】 Tumor microenvironment; Tumor metastasis; Molecular mechanism

目腫瘤轉(zhuǎn)移是腫瘤研究工作的困境之一，超過90%的癌癥患者死于腫瘤轉(zhuǎn)移[??]。惡性腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移是區(qū)別正常細(xì)胞的特征之一，不同腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力不同，而同一種腫瘤細(xì)胞也存在具有不同轉(zhuǎn)移潛能的亞群，同時還存在轉(zhuǎn)移的器官特異性。由此可見，腫瘤轉(zhuǎn)移是一個極其復(fù)雜的過程，涉及多方面因素，不但包括腫瘤細(xì)胞本身的特征變化，還包括宿主環(huán)境的變化。腫瘤微環(huán)境是一個動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，它包括腫瘤細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)和間質(zhì)組織等，是影響腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素[2]。深入研究腫瘤微環(huán)境影響轉(zhuǎn)移的分子機制，早期識別微環(huán)境中轉(zhuǎn)移相關(guān)因子的改變可為腫瘤轉(zhuǎn)移的早期診斷及治療提供新思路。腫瘤轉(zhuǎn)移不但涉及原發(fā)腫瘤部位微環(huán)境的改變，而且還包括腫瘤細(xì)胞對繼發(fā)轉(zhuǎn)移部位微環(huán)境的適應(yīng)，本文將從這兩方面對近年來微環(huán)境中轉(zhuǎn)移相關(guān)因子的研究新進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 原發(fā)腫瘤部位相關(guān)微環(huán)境

目前認(rèn)為腫瘤轉(zhuǎn)移可大致分為兩個部分，首先是原

作者單位：??5008?? 哈爾濱，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院腫瘤內(nèi)科（通訊作者：于雁，E-mail: gpyuyan@??63.com）

發(fā)腫瘤部位細(xì)胞增殖、新生血管生成，腫瘤細(xì)胞穿破細(xì)胞外基質(zhì)屏障向外侵襲，隨后腫瘤細(xì)胞在繼發(fā)部位增殖形成實體瘤。原發(fā)腫瘤部位微環(huán)境主要包括腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、腫瘤相關(guān)纖維細(xì)胞、髓源性抑制細(xì)胞、肥大細(xì)胞等，這些細(xì)胞可分泌多種細(xì)胞因子、趨化因子促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。特定的腫瘤微環(huán)境可以通過影響腫瘤細(xì)胞的增殖、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的表達(dá)水平、誘導(dǎo)血管生成、促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的降解從而促進(jìn)轉(zhuǎn)移的發(fā)生。

1.1 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophages, TAMs） TAMs屬于M2d亞型巨噬細(xì)胞，起源于循環(huán)血液單核細(xì)胞或組織中的巨噬細(xì)胞，是腫瘤微環(huán)境的重要組成成分，在腫瘤進(jìn)展及轉(zhuǎn)移的各個步驟中起關(guān)鍵作用[3]。早期侵襲轉(zhuǎn)移階段，腫瘤細(xì)胞釋放趨化因子吸引巨噬細(xì)胞和其他炎癥細(xì)胞到達(dá)腫瘤周圍的基質(zhì)區(qū)域，隨后TAMs可穿透基底膜，從而使腫瘤細(xì)胞逃離基底膜的束縛到達(dá)周圍正常組織基質(zhì)，同時TAMs和腫瘤細(xì)胞均可刺激血管生成，提高細(xì)胞的侵襲性和運動性[4]。TAMs可通過釋放血管生成調(diào)節(jié)酶類，如基質(zhì)金屬蛋白酶-2（matrix metalloprotein 2, MMP2）、MMP-7、MMP-9、MMP-??2和環(huán)氧合酶2（cyclooxygenase 2, COX2）等促進(jìn)新生血管形成，新生血管可為腫瘤生長提供營養(yǎng)和氧分，并為腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移提供路徑。TAMs還可釋放一系列直接促進(jìn)

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腫瘤細(xì)胞浸潤和轉(zhuǎn)移的細(xì)胞因子及生長因子，如血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor, TNF-α）、白介素8（interleukin 8, IL-8）和堿性成纖維細(xì)胞生長因子（basic fibroblast growth factor, bFGF）等。缺氧環(huán)境下TAMs上調(diào)表達(dá)缺氧誘導(dǎo)因子??（hypoxia inducible factor-??α, HIF??）和HIF2，HIF活化可以誘導(dǎo)血管新生促進(jìn)轉(zhuǎn)移[3,5]。

近年來TAMs分化的分子機制研究更加深入，有研究[6]表明乳腺癌中TAMs表面表達(dá)血管內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子??（vascular cell adhesion molecular ??, Vcam-??），Vcam??可介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞間的相互粘附，并且TAMs的分化依賴于Notch信號通路及關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子RBPJ的調(diào)控，去除TAMs可恢復(fù)細(xì)胞毒性T細(xì)胞應(yīng)答從而抑制腫瘤生長，而乳腺組織中的巨噬細(xì)胞卻沒有此作用。乳腺癌缺氧組織區(qū)域中嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子（Eotaxin）和抑瘤素M（oncostain M）高表達(dá)，可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞分化為M2型TAMs，抑制Eotaxin和Oncostain M的表達(dá)不但可以抑制M2型TAMs在缺氧區(qū)域聚集還可以增強貝伐單抗的抗血管生成效應(yīng)[7]。前列腺癌中腎母細(xì)胞瘤過表達(dá)基因（nephroblastoma overexpressed, NOV/CCN3）表達(dá)上調(diào)，NOV/CCN3可以招募巨噬細(xì)胞并促進(jìn)其分化為M2型TAMs，其機制是M2型TAMs中NOV/CCN3可激活粘著斑激酶（focal adhesion kinase, FAK）/Akt/NF-kB信號通路導(dǎo)致VEGF表達(dá)增加從而促進(jìn)腫瘤血管生成[8]。Wen等[9]在卵巢癌缺氧環(huán)境下研究發(fā)現(xiàn)5-脂氧合酶（5-lipoxygenase, 5-LOX）代謝物表達(dá)增加可以促進(jìn)TAMs的浸潤，其機制是通過p38信號通路上調(diào)TAMs中MMP-7的表達(dá)，增加TNFα和肝素結(jié)合性表皮生長因子的釋放，從而促進(jìn)TAMs的轉(zhuǎn)移和侵襲。動物模型中選擇性5-LOX抑制劑可降低MMP7的表達(dá)和TAMs的數(shù)量。Yang等[??0]研究還發(fā)現(xiàn)MicroRNA-??9a-3p具有調(diào)節(jié)TAMs的作用，MicroRNA-??9a-3p在4T??小鼠乳腺癌TAMs中表達(dá)下調(diào)，同時伴有促進(jìn)乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移的Fos相關(guān)抗原??基因（Fos-related antigen ??, Fra-??）表達(dá)上調(diào)。上調(diào)MicroRNA-??9a-3p的表達(dá)可減少VEGF、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3, STAT3）和磷酸化STAT3的表達(dá)，細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移能力下降。這也為MicroRNA在TAMs與轉(zhuǎn)移相關(guān)的研究中奠定了理論基礎(chǔ)。分子影像學(xué)的發(fā)展使活體狀態(tài)下細(xì)胞和分子水平的定性及定量研究成為現(xiàn)實，Lohela等[????]應(yīng)用活體共聚焦顯微鏡動態(tài)觀察小鼠乳腺腫瘤中清除TAMs和樹突狀細(xì)胞亞群的狀況，從全新的角度加深了對腫瘤微環(huán)境的認(rèn)識。這些都為清除TAMs的

治療提供了新思路。

1.2 腫瘤相關(guān)纖維細(xì)胞（cancer-associated fibroblasts, CAFs） 腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞存在于腫瘤間質(zhì)中，通過促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和參與腫瘤血管生成促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。CAFs促進(jìn)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移還可繼發(fā)于活性氧誘導(dǎo)的代謝應(yīng)激反應(yīng)，基質(zhì)中的成纖維細(xì)胞通過HIF??α和自噬、糖酵解，這些分解NF-kB信號通路發(fā)生氧化應(yīng)激、

代謝的CAFs為腫瘤的生長創(chuàng)造了營養(yǎng)豐富的微環(huán)境[??2]。CAFs可以產(chǎn)生多種細(xì)胞因子、細(xì)胞外基質(zhì)蛋白和蛋白水解酶類物質(zhì)，包括基質(zhì)細(xì)胞衍生因子??（stromal cell-derived factor ??, SDF??）、肝細(xì)胞生長因子（hepatocyte growth factor, HGF）、VEGF、血小板衍生生長因子受體（platelet-derived growth factor, PDGF）、轉(zhuǎn)化生長因子β（transforming growth factor β, TGFβ）、膠原蛋白和纖維連接蛋白等[??3,??4]。PDGF和TGFβ信號通路是CAFs經(jīng)典下游信號通路。最新研究表明腫瘤基質(zhì)CAFs過表達(dá)PDGF受體，與易轉(zhuǎn)移和預(yù)后差密切相關(guān)。PDGF可以刺激CAFs中糖蛋白斯鈣素??（stanniocalcin-??, STC??）表達(dá)上調(diào)，原位結(jié)腸癌小鼠模型中抑制CAFs中STC??的表達(dá)可減少腫瘤細(xì)胞進(jìn)入血管，抑制細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化從而減少遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的發(fā)生[??5]。提示以PDGF信號通路中關(guān)鍵分子為靶點的治療可能為抑制CAFs提供新途徑。Ting等[??6]將前列腺基質(zhì)細(xì)胞暴露于前列腺癌細(xì)胞條件培養(yǎng)基中，觀察到基質(zhì)細(xì)胞的侵襲性增加，α平滑肌肌動蛋白和波形蛋白表達(dá)增加，成纖維細(xì)胞分化成為CAFs表型，此過程依賴TGFβ2信號通路，給予水飛薊賓后可以直接抑制α平滑肌肌動蛋白的表達(dá)和CAFs形成，提示水飛薊賓可能通過靶向CAFs起到預(yù)防前列腺癌進(jìn)展的作用。CAFs還可通過其他通路促進(jìn)轉(zhuǎn)移的發(fā)生，表達(dá)趨化因子??4［chemokine（C-X-C motif）ligand ??4, CXCL??4］的CAFs中一氧化氮合成酶??（nitric oxide synthase ??, NOS??）表達(dá)上調(diào)，從而激活NRF2（NF-E2 related factor 2, NRF2）和HIF??α信號通路。NRF2信號傳導(dǎo)通路是機體抵抗內(nèi)外界氧化和化學(xué)刺激的防御性傳導(dǎo)通路，它具有雙重作用，在正常組織中可以抑制腫瘤的形成，而在腫瘤組織促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖。HIF??α信號通路是缺氧環(huán)境下促進(jìn)血管新生的重要途徑。下調(diào)NOS??的表達(dá)可減少巨噬細(xì)胞的浸潤，抑制表達(dá)CXCL??4的CAFs生長，從而抑制轉(zhuǎn)移的發(fā)生[??7]。提示CAFs可以作為腫瘤轉(zhuǎn)移治療中的有效靶點。

1.3 髓源性抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cells, MDSCs） MDSCs是一類具有免疫抑制功能的細(xì)胞群體，包括骨髓祖細(xì)胞和不成熟的髓樣細(xì)胞，可抑制T細(xì)

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胞反應(yīng)。腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的多種細(xì)胞因子均可誘導(dǎo)MDSCs增殖，如COX2、IL-6、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte macrophage colony stimulating factor, GM-CSF）、VEGF等[??8]。腫瘤組織過表達(dá)COX2可產(chǎn)生大量的前列腺素E2（prostaglandin E2, PGE2），介導(dǎo)MDSCs的免疫抑制作用。體外實驗證實PGE2與其受體亞型EP2和EP4結(jié)合可激活p38MAPK/ERK信號通路，導(dǎo)致TGFβ分泌增加，單核細(xì)胞MDSCs即通過TGFβ通路抑制NK細(xì)胞的活性；沉默COX2后小鼠脾臟中CD????b+Gr??+MDSCs聚集減少，NK細(xì)胞活性增加，提示避免MDSCs的免疫抑制作用可能提高宿主的抗腫瘤反應(yīng)[??9]。Oh等[20]在小鼠乳腺癌動物模型研究中發(fā)現(xiàn)MDSCs產(chǎn)生的IL-6及IL-6可溶性受體α（soluble interleukin 6 receptor α, Sil-6Rα）可持續(xù)激活STAT3，通過IL-6轉(zhuǎn)化信號通路促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的侵襲。高濃度的GM-CSF可導(dǎo)致MDSCs的累積，敲除轉(zhuǎn)錄因子KLF4可通過CXCL5/趨化因子受體2［chemokine(C-X-C motif) receptor 2, CXCR2］途徑降低循環(huán)血中GM-CSF的濃度，減少骨髓、脾、原發(fā)腫瘤灶中MDSCs的聚集，延緩腫瘤發(fā)展，抑制肺轉(zhuǎn)移灶的形成[2??]。溶酶體酸脂酶（lysosomal acid lipase, LAL）缺乏可導(dǎo)致MDSCs在多個器官中浸潤并參與炎癥反應(yīng)，提示LAL在調(diào)節(jié)MDSCs刺激腫瘤細(xì)胞增殖方面起重要作用，研究[22]還發(fā)現(xiàn)MDSCs可分泌IL-??β和TNFα，通過激活mTOR信號通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖。MicroRNA在調(diào)節(jié)MDSCs分化及表達(dá)過程中也起到重要作用，Wang等[23]在黑色素瘤及肺癌小鼠移植瘤模型中發(fā)現(xiàn)敲除MicroRNA??55可促進(jìn)腫瘤中MDSCs的聚集，導(dǎo)致細(xì)胞因子釋放增多且腫瘤轉(zhuǎn)移能力增強，提示上調(diào)MicroRNA??55可能抑制MDSCs的促腫瘤轉(zhuǎn)移作用。以上研究表明MDSCs在腫瘤組織中的聚集與轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，中和可誘導(dǎo)產(chǎn)生MDSCs的介質(zhì)或抑制腫瘤組織對MDSCs的招募有待進(jìn)一步研究。

1.4 肥大細(xì)胞（mast cells, MC） MC是一種人體中廣泛分布的免疫細(xì)胞，來源于骨髓造血祖細(xì)胞，剛進(jìn)入外周血時處于未成熟狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)入外周組織后成熟并定居[24]。生理狀態(tài)下它參與組織重塑、傷口修復(fù)，病理狀態(tài)下MC分泌多種生物活性物質(zhì)，如組胺、白三烯參與機體過敏反應(yīng)，還能夠釋放多種生長因子如FGF-2、VEGF、TGF-β等促進(jìn)腫瘤血管生成，影響腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移[25]。

在Snail過表達(dá)且具有KARS突變的胰腺導(dǎo)管腺癌小鼠模型中MC數(shù)目增加，干細(xì)胞生長因子（stem cell factor, SCF）表達(dá)增加，同時發(fā)現(xiàn)在人原發(fā)胰腺導(dǎo)管腺癌腫瘤組織中Snail過表達(dá)也與MC浸潤增加相關(guān)，并且與SCF的

表達(dá)呈正相關(guān)[26]。另有研究[27]證實表達(dá)SCF的腫瘤組織可以招募MC至原發(fā)腫瘤部位，通過釋放MMP9、VEGF等調(diào)節(jié)因子促進(jìn)腫瘤早期階段的發(fā)展，在此過程中KIT下游信號通路FES酪氨酸蛋白激酶起關(guān)鍵作用。

MC還可與MDSCs相互作用，增加MDSCs的免疫抑制功能，協(xié)同增加細(xì)胞因子IL-6、IL-??3、TNF-α和巨噬細(xì)胞炎性蛋白??α（macrophage inflammatory protein ??α, MIP-??α）的產(chǎn)生[28]。Martin等[29]研究發(fā)現(xiàn)MDSCs表面表達(dá)組胺受體（histamine receptor, HR）??、HR2和HR3，MC釋放的組胺與MDSCs表面HR結(jié)合后可使MDSCs過表達(dá)精氨酸酶??（Arginase ??, Arg??）和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶iNOS，增加IL-4和IL-??3表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移，應(yīng)用HR??或HR2拮抗劑可阻斷組胺介導(dǎo)的MDSCs增殖作用。同時還發(fā)現(xiàn)MC對MDSCs的轉(zhuǎn)運也十分重要，在MC缺乏的鼠模型中并未觀察到MDSCs轉(zhuǎn)運到肝臟的現(xiàn)象。由此可見肥大細(xì)胞和其所釋放的組胺參與了MDSCs的免疫調(diào)節(jié)過程。

2 轉(zhuǎn)移瘤部位微環(huán)境

Steven Paget關(guān)于腫瘤轉(zhuǎn)移的“土壤和種子”理論是腫瘤研究史上的里程碑事件。腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移部位的增殖是轉(zhuǎn)移瘤形成的基礎(chǔ)條件，轉(zhuǎn)移靶器官的微環(huán)境決定了轉(zhuǎn)移灶最終能否形成。肺、肝、骨、腦是最常見的腫瘤轉(zhuǎn)移靶器官，不同靶器官可釋放不同的細(xì)胞因子招募腫瘤細(xì)胞，并促進(jìn)細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)血管生成，最終形成轉(zhuǎn)移灶。在此過程中腫瘤細(xì)胞也可通過旁分泌等方式釋放有利于自身生存的各種細(xì)胞因子塑造合適的微環(huán)境定居。因此，腫瘤細(xì)胞與靶器官微環(huán)境之間的相互作用完成了復(fù)雜的轉(zhuǎn)移過程，二者缺一不可。

2.1 肺轉(zhuǎn)移灶微環(huán)境 肺組織是腫瘤轉(zhuǎn)移最常見的靶器官，這可能與肺組織的解剖結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性密切相關(guān)。肺毛細(xì)血管密集含氧豐富，可為腫瘤細(xì)胞的增殖提供便利條件。大量的肺泡巨噬細(xì)胞還可以分泌多種細(xì)胞因子，促進(jìn)細(xì)胞運動、侵襲及新生血管生成。

2.1.1 肺轉(zhuǎn)移灶細(xì)胞外基質(zhì) 肺轉(zhuǎn)移灶的形成與細(xì)胞外基質(zhì)成分，如巨噬細(xì)胞，MDSCs等密切相關(guān)。Qian等[30]在乳腺癌肺轉(zhuǎn)移模型中用三種不同的方法清除巨噬細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)清除巨噬細(xì)胞不但影響肺部轉(zhuǎn)移瘤的生長，而且影響轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞在肺部的種植，因此得出結(jié)論，巨噬細(xì)胞在肺轉(zhuǎn)移灶的形成和生長中是必需的。肝細(xì)胞癌肺轉(zhuǎn)移的研究中發(fā)現(xiàn)肺部微環(huán)境還受干擾素α的

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調(diào)節(jié)，干擾素α（interferon α, IFN-α）可以通過抑制肺部巨噬細(xì)胞的浸潤，下調(diào)MMP9的表達(dá)從而調(diào)節(jié)肺部微環(huán)境抑制肺轉(zhuǎn)移灶的形成[3??]。轉(zhuǎn)錄因子Nrf2也可以通過調(diào)節(jié)MDSCs影響肺轉(zhuǎn)移的形成，Satoh等[32]研究發(fā)現(xiàn)缺乏Nrf2的小鼠肺癌模型更容易發(fā)生肺轉(zhuǎn)移，其機制是由于敲除Nrf2導(dǎo)致MDSCs增加，MDSCs可以利用活性氧簇（reactive oxygen species, ROS）改變T細(xì)胞受體復(fù)合物從而減弱CD8??T細(xì)胞免疫效應(yīng)。

2.1.2 轉(zhuǎn)移瘤細(xì)胞攜帶原發(fā)灶“土壤” 除了細(xì)胞外基質(zhì)的變化影響腫瘤細(xì)胞的種植，循環(huán)血液中的腫瘤細(xì)胞也可以攜帶原發(fā)瘤部位的基質(zhì)成分轉(zhuǎn)移到肺部，包括激活的成纖維細(xì)胞等。研究表明當(dāng)轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞伴隨腫瘤基質(zhì)細(xì)胞碎片進(jìn)入循環(huán)血液時，腫瘤細(xì)胞的存活能力更強，可以為它們在肺部的種植和初期生長提供有利環(huán)境。當(dāng)CAFs隨腫瘤細(xì)胞進(jìn)入轉(zhuǎn)移部位時可以通過分泌VEGF促進(jìn)腫瘤血管生成，清除部分CAFs后可減少肺轉(zhuǎn)移灶數(shù)目[33]。

2.2 肝轉(zhuǎn)移灶微環(huán)境 肝臟是許多惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的靶器官，這與肝臟的特殊結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，肝臟血流豐富，具有雙重血供，含有眾多的免疫細(xì)胞成分。轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞通過血液循環(huán)到達(dá)肝臟與肝血竇的微環(huán)境相互作用。肝血竇細(xì)胞具有雙重作用，既可以抑制腫瘤細(xì)胞定居，也可以有利于它們的存活和生長，腫瘤細(xì)胞的最終結(jié)局主要受粘附分子、骨髓衍生細(xì)胞和趨化因子的影響。2.2.1 肝血竇 腫瘤細(xì)胞在經(jīng)過肝血竇血管時受到機械應(yīng)力發(fā)生變形，成團(tuán)的腫瘤細(xì)胞在阻塞肝血竇血管時可以導(dǎo)致血流受阻發(fā)生短暫的缺血觸發(fā)炎癥反應(yīng)，肝竇內(nèi)皮細(xì)胞（hepatic sinusoidal endothelial cells, HSEC）釋放NO和IFN-γ上調(diào)腫瘤細(xì)胞內(nèi)的FasL，局部的kupffer細(xì)胞還釋放多種細(xì)胞因子（IL-6、IL-8、TNF-α）和趨化因子（單核細(xì)胞趨化蛋白??、MIP-??α、MIP-2）活化NK細(xì)胞起到殺傷作用，這些因素均可以使腫瘤細(xì)胞受損或死亡。而另一方面肝血竇的炎癥也可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞粘附在血管內(nèi)皮細(xì)胞，使腫瘤細(xì)胞逃離kupffer細(xì)胞和NK細(xì)胞的殺傷。這其中細(xì)胞表面粘附分子E-選擇素、VCAM-??、細(xì)胞間粘附分子??（intercellular cell adhesion molecule-??, ICAM-??）和癌胚抗原（carcino enbryonic antigen, CEA）起重要作用，它們使腫瘤細(xì)胞在肝血竇中達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。轉(zhuǎn)移早期形成階段肝血竇的中性粒細(xì)胞數(shù)量明顯增加，它主要是通過與腫瘤細(xì)胞結(jié)合共定位在肝血竇中，同時伴有CXCL??的表達(dá)增加，清除中性粒細(xì)胞后肝臟腫瘤細(xì)胞的種植明顯減少。提示中性粒細(xì)胞募集腫瘤細(xì)胞的作用在肝轉(zhuǎn)移形

成中十分重要[34]。

2.2.2 趨化因子和趨化因子受體 研究[35]表明多種趨化因子和趨化因子受體在肝轉(zhuǎn)移形成中起促進(jìn)作用，如下調(diào)腫瘤基質(zhì)和造血細(xì)胞CC類趨化因子受體??（C-C motif chemokine receptor-2, CCR??）的表達(dá)可以減少肝臟中單核細(xì)胞的浸潤，減緩腫瘤生長。ShRNA敲除CXCL??后可以抑制結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移瘤細(xì)胞的增殖和浸潤，CXCL??促進(jìn)腫瘤形成的機制可能是通過NF-κB和Akt信號通路[36]。抑制CC趨化因子2[the chemokine (C-C motif) ligand 2, CCL2]/CCR2信號通路可以減少CD????b/Gr??髓源細(xì)胞的數(shù)量，減少腫瘤負(fù)荷，因此骨髓衍生細(xì)胞在肝臟微環(huán)境中的作用也不容忽視[37]。CCL20/CCR6、CCR3/CXCL??0等都可以促進(jìn)肝轉(zhuǎn)移瘤的形成。

此外，肝轉(zhuǎn)移微小病灶形成后，蛋白酶降解細(xì)胞外基質(zhì)和新生血管的形成可擴大肝轉(zhuǎn)移灶的范圍。肝臟微環(huán)境成分與腫瘤細(xì)胞相互作用最終決定轉(zhuǎn)移瘤的結(jié)局。2.3 骨轉(zhuǎn)移灶微環(huán)境 肺癌、乳腺癌、前列腺癌及甲狀腺癌發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的幾率高達(dá)70%，骨轉(zhuǎn)移嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，而目前仍沒有有效的治療手段。骨微環(huán)境包括成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、造血細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等，與腫瘤細(xì)胞相互作用影響轉(zhuǎn)移的發(fā)生。

2.3.1 溶骨性骨轉(zhuǎn)移 TGF-β信號通路在乳腺癌細(xì)胞造成溶骨性破壞中起重要調(diào)節(jié)作用，最新研究表明另一條信號通路肝癌缺失基因??（deleted in liver cancer ??, DLC??）-Rho信號通路可特異性調(diào)節(jié)乳腺癌細(xì)胞在骨隨中定植，Yufeng Wang等在乳腺癌小鼠模型中敲除DLC??可使骨轉(zhuǎn)移增加，其機制是由于DLC??缺失導(dǎo)致Rho-ROCK信號通路激活，RhoGTP酶可與細(xì)胞分裂周期蛋白42（cell division cycle 42, CDC42）協(xié)同調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞骨架及運動特性，還可以調(diào)節(jié)TGFβ誘導(dǎo)的SMAD3接頭區(qū)域磷酸化從而激活甲狀旁腺激素類激素（parathyroid hormone-like hormone, PTHLH）的轉(zhuǎn)錄，腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的PTHLH可以作用于成骨細(xì)胞，改變骨基質(zhì)中核因子κB活化因子受體配體（receptor of activator of NF-κB ligand, RANKL）/正骨保護(hù)素（osteoprotegerin, OPG）的比率，，誘導(dǎo)破骨細(xì)胞成熟導(dǎo)致骨破壞的發(fā)生，因此骨轉(zhuǎn)移微環(huán)境中DLC??-Rho信號通路特異性調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞對TGF-β信號通路的反應(yīng)，從而重建溶骨性微環(huán)境為腫瘤細(xì)胞定植提供條件[38]。2.3.2 成骨性骨轉(zhuǎn)移 前列腺癌骨轉(zhuǎn)移通常為成骨性骨轉(zhuǎn)移，前列腺癌細(xì)胞可以產(chǎn)生一系列骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic proteins, BMP），其中BMP6可以增加腫瘤的侵襲特性，動物實驗中發(fā)現(xiàn)抑制BMP6的表達(dá)可

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中國肺癌雜志20??5年??月第??8卷第??期Chin J Lung Cancer, January 20??5, Vol.??8, No.??

以抑制成骨細(xì)胞活性，縮小骨內(nèi)轉(zhuǎn)移灶的大小，但并不能影響皮下腫瘤的大小，提示BMP6可以促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞侵入骨微環(huán)境[39]。

除此之外，骨轉(zhuǎn)移微環(huán)境中還含有一些細(xì)胞因子和趨化因子，如PDGF、CXCL??2等。三陰性乳腺癌更易發(fā)生骨轉(zhuǎn)移是由于這種類型的乳腺癌腫瘤細(xì)胞Src活性更高，其PI3K-Akt信號通路易被CXCL??2和胰島素樣生長因子??（insulin-like growth factor, IGF??）激活，而骨髓微環(huán)境比其他轉(zhuǎn)移靶器官含有更豐富的CXCL??2和IGF??從而更易吸引腫瘤細(xì)胞到達(dá)骨髓[40]。

2.4 腦轉(zhuǎn)移灶微環(huán)境 40%以上的肺癌和乳腺癌患者出現(xiàn)腦轉(zhuǎn)移，腫瘤細(xì)胞可穿過血腦屏障在腦部微環(huán)境下存活并增殖，而大部分藥物難以通過血腦屏障到達(dá)腦部殺滅腫瘤細(xì)胞，這在很大程度上加大了腦轉(zhuǎn)移的治療難度。腦轉(zhuǎn)移灶的形成機制復(fù)雜，包括微環(huán)境中的血管重建、血腦屏障的破壞和腫瘤細(xì)胞穿透血腦屏障后的增殖等。2.4.1 腦微環(huán)境中的血管重建 腦轉(zhuǎn)移灶中血管重建主要是通過VEGF的作用，VEGF作為促血管生成因子在腦轉(zhuǎn)移瘤中表達(dá)升高，它能夠使血管通透性增加，使纖維蛋白溶酶等更容易進(jìn)入細(xì)胞間質(zhì)，還能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移從而有助于血管重建[4??]。

2.4.2 血腦屏障的破壞 血腦屏障的破壞是由于腫瘤細(xì)胞影響了臨近內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，三陰性乳腺癌中大腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞（brain microvascular endothelial cells, BMEC)過表達(dá)血管生成素2（angiopoietin-2, Ang-2），它可以改變緊密連接蛋白ZO-??和緊密連接蛋白claudin-5的結(jié)構(gòu)從而增加血腦屏障的通透性。應(yīng)用Ang2的中和抗體可以逆轉(zhuǎn)BMEC的不穩(wěn)定，防止血腦屏障被破壞[42]。神經(jīng)肽P物質(zhì)（neuropeptide substance P, SP）也與血腦屏障破壞相關(guān)，乳腺癌細(xì)胞分泌的SP可以調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移到BMEC。SP可以激活BMEC產(chǎn)生TNF-α和Ang-2增加血腦屏障通透性，動物實驗中SP抑制劑可以明顯減少腫瘤細(xì)胞在大腦的定植[43]。Sevenich等[44]最近研究發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞都能夠產(chǎn)生組織蛋白酶S（Cathepsin S），它能通過水解連接粘附分子JAM-B特異性調(diào)節(jié)血腦屏障的遷移。藥物抑制Cathepsin S表達(dá)可以減少腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生。因此恢復(fù)血腦屏障的完整性可抑制腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生和發(fā)展。

2.4.3 腫瘤細(xì)胞穿透血腦屏障后增殖的分子機制 腫瘤細(xì)胞穿透血腦屏障后大部分細(xì)胞死亡，存活的細(xì)胞可與毛細(xì)血管表面粘附并圍繞毛細(xì)血管生長，其機制尚未完全闡明。有研究[45]表明纖維蛋白溶酶可通過兩種途徑抑

制癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，一是將星形膠質(zhì)細(xì)胞中凋亡相關(guān)因子配體FasL轉(zhuǎn)換為癌細(xì)胞旁分泌死亡信號途徑，或者通過抑制軸突探路分子L??細(xì)胞粘附分子（L?? cell adhesion molecular, L??CAM）起作用。而腦轉(zhuǎn)移灶中絲氨酸蛋白酶抑制劑（serine protease inhibitors, Serpins）可抑制纖維蛋白溶酶的生成并通過保護(hù)癌細(xì)胞逃避死亡生物程序及促進(jìn)血管的共選擇作用保證腦轉(zhuǎn)移灶中癌細(xì)胞的存活。Woditschka等[46]發(fā)現(xiàn)乳腺癌腦轉(zhuǎn)移灶中乳腺癌??號基因環(huán)狀結(jié)構(gòu)域??（BRCA?? associated RING domain ??, BARD??）和DNA修復(fù)基因RAD5??過表達(dá)，將過表達(dá)BARD??或RAD5??的細(xì)胞注入鼠尾靜脈僅出現(xiàn)腦轉(zhuǎn)移而未形成肺轉(zhuǎn)移灶，體外實驗中過表達(dá)BARD??和RAD5??的細(xì)胞可干擾DNA損傷修復(fù)，從而誘導(dǎo)細(xì)胞生長和克隆增殖，其過表達(dá)與微環(huán)境中活性氧誘導(dǎo)的內(nèi)源性基因毒性應(yīng)激相關(guān)，應(yīng)用氧自由基清除劑可以抑制BRAD??和RAD5??誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖及轉(zhuǎn)移，提示研究腦轉(zhuǎn)移灶細(xì)胞增殖的分子機制有利于開發(fā)小分子抑制劑治療腦轉(zhuǎn)移[47]。3 展望

從傳統(tǒng)的放化療到分子靶向治療，原發(fā)腫瘤的治療已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，而轉(zhuǎn)移瘤的治療是目前研究的一大難題。腫瘤微環(huán)境不但影響腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生和發(fā)展，還會影響原發(fā)腫瘤的治療療效。雖然目前有很多臨床前研究和臨床實驗陸續(xù)發(fā)現(xiàn)和驗證微環(huán)境中的治療靶點，并取得一定的進(jìn)展，但由于腫瘤微環(huán)境復(fù)雜多變，異質(zhì)性極高，仍有很多機制不明。推動微環(huán)境的研究工作仍有很多問題亟需解決：如何更精確的模擬體內(nèi)微環(huán)境？如何發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境獨有的特征？如何早期識別微轉(zhuǎn)移灶，將轉(zhuǎn)移的苗頭扼殺在萌芽之中？如何避免靶向腫瘤微環(huán)境藥物的毒副作用？腫瘤的治療療效判斷目前有RECIST標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)，那么又該如何評價靶向微環(huán)境治療的療效？如何根據(jù)腫瘤轉(zhuǎn)移的時間特異性和空間特異性進(jìn)行合理的治療？如何有效利用針對微環(huán)境的治療降低腫瘤復(fù)發(fā)的風(fēng)險？靶向藥物治療中會出現(xiàn)耐藥，那么微環(huán)境中的治療靶點會不會在治療壓力下發(fā)生表觀遺傳學(xué)的改變？總之，腫瘤微環(huán)境的研究成功將是腫瘤治療的另一大突破，解決每一個難題都將為攻克癌癥提供新視角。

參 考 文 獻(xiàn)

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Marx V. Tracking metastasis and tricking cancer. Nature, 20??3, 494(7435):

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  本文關(guān)鍵詞：腫瘤微環(huán)境——腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。