恶性肿瘤淋巴结转移与肿瘤细胞凋亡机制的研究进展

恶性肿瘤淋巴结转移与肿瘤细胞凋亡机制的研究进展

现在，肿瘤仍然是人类死亡的主要原因。淋巴结转移是许多肿瘤形成的早期事件，也是评估预后的重要依据。而肿瘤淋巴管的生成是肿瘤淋巴结转移的必要条件。由于缺少特异性的淋巴管标志物,以往关于肿瘤淋巴管的生成研究相对较少,近年来随着越来越多的淋巴管特异性标志物相继发现,关于肿瘤淋巴管的生成研究也日渐增多,本文就肿瘤微环境对肿瘤淋巴管的生成作用进行综述。1肿瘤淋巴管密度转移是恶性肿瘤患者难以治愈和死亡的主要原因,恶性肿瘤常见的转移途径有直接蔓延、种植转移、淋巴结转移和血行转移。淋巴结转移是多数上皮源性恶性肿瘤远处转移的主要途径,在早期即可发生淋巴结转移。肿瘤淋巴管生成是肿瘤淋巴结转移的重要条件。Kigure等通过免疫组织化学法对41例胃癌患者进行研究,发现肿瘤淋巴管密度在淋巴结阳性者较淋巴结阴性者大。Schoppmann等对食管鳞癌、腺癌的研究也发现,肿瘤淋巴管密度高者,其淋巴管侵犯、淋巴结转移的风险也随之增加。更有研究证实,通过抑制血管内皮生长因子-C(vas⁃cularendothelialgrowthfactor-C,VEGF-C)或血管内皮生长因子-D(vascularendothelialgrowthfactor-D,VEGF-D)或血管内皮生长因子受体-3(vascularen⁃dothelialgrowthfactorreceptor-3,VEGFR-3)信号途径可以下调肿瘤淋巴管的增殖从而抑制肿瘤淋巴结转移。以上研究说明肿瘤淋巴管生成在肿瘤淋巴结转移中有着不可取代的作用。与正常淋巴管相比,肿瘤淋巴管主要由内皮和少量结缔组织构成,管壁较薄弱,内皮细胞间连接较疏松,有较大的间隙,基底膜不完整或缺如,这些特点使肿瘤细胞极易进入淋巴管而向远处转移。2肿瘤微环境对肿瘤淋巴管生成的影响2.1肿瘤淋巴管生成的基本原理肿瘤微环境是指肿瘤在其发生发展过程中所处的内环境,包括肿瘤细胞本身、微血管、微淋巴管、间质细胞、组织液、免疫和炎性细胞、众多细胞因子及少量浸润细胞等共同构成。肿瘤细胞无限增殖,不停地制造着适于自己生长的外部组织环境,逐渐形成了有别于正常细胞与其周围组织所形成的微环境,即具有组织缺氧和酸中毒、间质高压形成,以及大量生长因子和蛋白水解酶的产生及免疫炎性反应等独特生物学特性的肿瘤微环境,这种特性对于肿瘤淋巴管生成以及肿瘤转移具有重要作用。肿瘤淋巴管生成是指在肿瘤原位癌组织周围或癌组织内形成新的毛细淋巴管,为宿主脉管胚胎主静脉或已存在的淋巴管通过芽生及进一步分化从而形成新的毛细淋巴管的过程。淋巴管生成和血管生成的过程相似,同样可由淋巴管内皮细胞分化而成,在趋化因子和大量生长因子的作用下,淋巴管内皮细胞迁移、增殖和构成管腔,形成新的淋巴管。2.2环氧化酶因子肿瘤微环境提供多种促淋巴管生成因子,目前研究最多的是血管内皮生长因子(VEGF)家族、环氧化酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)以及血小板衍生生长因子(platelet-derivedgrowthfactor,PDGF)等。2.2.2cox-2在调节作用中的表达COX-2是近年来抗肿瘤研究的热点,其不仅在肿瘤血管生成中起作用,而且与肿瘤淋巴管生成密切相关。Liu等对宫颈癌的研究发现COX-2表达与淋巴管密度、淋巴结转移、以及VEGF-C表达呈正相关。而Da等研究也证实胃癌组织中COX-2主要通过提高VEGF-C表达水平促进肿瘤淋巴管生成,推测COX-2可激活HER-2/neu酪氨酸激酶受体,并通过EP-1受体依赖途径,上调VEGF-C基因表达,进而影响肿瘤淋巴管生成。2.2.3诱导肿瘤中pdgf的表达PDGF是一种含有糖链的多肽生长因子,参与体内多种生理调节和病理过程。在体内,PDGF通过与受体PDGFR结合诱导其酪氨酸激酶磷酸化,促进内皮细胞的增殖和新生血管的形成。在肿瘤组织中,PDGF能诱导淋巴内皮细胞的自动分化促进淋巴管生成,是一条不依赖于VEGF-C或VEGF-D或VEGFR-3的信号途径。Kodama等在胃癌的研究中发现PDGF与肿瘤淋巴结转移呈正相关,推测通过阻断PDGF受体信号通路可以抑制胃癌淋巴结转移。2.3dmrna的分子表达与肿瘤相关近年来,“炎-癌链”正成为一个快速发展的热点研究领域,越来越多的证据表明慢性炎症可以增加肿瘤发生的风险。肿瘤微环境事实上是个慢性炎症的微环境,炎症细胞和分子对肿瘤的发生发展及转移起着不可忽视的重要作用,尤其是在肿瘤淋巴管生成方面。Ling等对大鼠角膜移植后角膜新生淋巴管的动态变化及其与VEGF-C、炎症指数间的关系的研究发现,角膜淋巴管计数与角膜炎症指数、VEGF-CmRNA呈正相关,提示角膜淋巴管生成与角膜炎症密切相关,其可能分子机制为通过增加角膜中VEGF-C表达来促进淋巴管生成。浸润到肿瘤的巨噬细胞称为肿瘤相关巨噬细胞(tumorassociatedmacrophages,TAM)。TAM是肿瘤微环境中炎症因子的主要来源,更是肿瘤血管生成和淋巴管生成中重要的效应细胞。以往研究多认为TAM通过直接杀伤肿瘤细胞,或者呈递肿瘤相关抗原诱导机体免疫应答从而清除肿瘤。但目前有证据显示,TAM非但未发挥抗肿瘤的作用,反而促进了肿瘤细胞的增殖和转移,激活巨噬细胞刺激肿瘤诱导淋巴管生成。Ding等的研究表明,在乳腺癌组织中,TAM数量和癌周微淋巴管密度、癌周淋巴管内皮细胞呈正相关,且VEGF-C在TAM中的表达也与癌周微淋巴管密度呈正相关,提示TAM通过上调VEGF-C表达在肿瘤诱导淋巴管生成中起着关键作用。此外,TAM分泌的肝细胞生长因子、碱性成纤维细胞生长因子和重组人转录生长因子β等多种生长因子能明显促进肿瘤淋巴管生成。除了巨噬细胞以外,Raica等研究发现,在多种类型的乳腺癌组织中,炎性细胞中的肥大细胞密度与其癌周及癌内淋巴管密度呈正相关,提示肿瘤微环境中的肥大细胞是肿瘤淋巴管生成的关键因素。2.4vegf-c的调控炎症往往伴随着缺氧,两者都在肿瘤微环境中发挥着重要作用。局部缺氧是肿瘤微环境的基本特征,更是实体肿瘤普遍存在的一种现象。有研究证实,缺氧可促进乳腺癌细胞中血小板源性细胞内皮生长因子(platelet-derivedendothelialcellgrowthfac⁃tor,PDECGF)蛋白的产生及其活性的增加,抑制肿瘤凋亡,而且PDECGF还可与VEGF共同通过自分泌或旁分泌途径促进恶性肿瘤的浸润性生长。缺氧诱导因子-1α(hypoxiainduciblefactor-1al⁃pha,HIF-1α)是缺氧微环境下广泛存在于哺乳动物和人体的一种氧依赖转录激活因子。HIF-1α作为肿瘤细胞低氧微环境基因转录活性发生改变的中心调控因子,在肿瘤淋巴管生成方面发挥重要作用。Li⁃ang等对口腔鳞癌组织中HIF-1α表达情况及其与VEGF-C及淋巴管生成关系的研究发现,HIF-1α表达情况与VEGF-C以及肿瘤淋巴结转移呈正相关,推测HIF-1α可能通过调节VEGF-C的表达,进一步增强肿瘤对缺氧的适应并促进淋巴管的生成,进而促进口腔鳞癌的淋巴结转移。此外,Wang等对胃癌的研究发现,HIF-1α、HIF-2α高表达与肿瘤临床分期以及肿瘤转移呈正相关。2.5肿瘤ifp和vegf-a的关系肿瘤内组织间液压(interstitialfluidpressure,IFP)增高是恶性肿瘤的一项重要的病理生理学特征,IFP主要受局部肿瘤微环境的影响,包括微血管的血流、血压、管壁结构等,有研究证实,肿瘤IFP与肿瘤体积大小直接相关。正常组织IFP为1~3mmHg(1mmHg=1.333kPa),但在肿瘤组织内,IFP可高达60mmHg,而且分布不均一,从中心处向外周逐步降低。肿瘤IFP与肿瘤的转移有着密切关系。Hom⁃pland等通过动态磁共振观察发现,肿瘤IFP与其流速呈正相关,在宫颈癌患者中,盆腔淋巴结转移者的肿瘤组织间液流速明显高于无淋巴结转移者。另外,Rofstad等研究发现,在放疗后的宫颈癌R-18细胞小鼠模型中,IFP高者,间质中VEGF-A浓度也高,而内皮细胞凋亡指数则较低。但也有学者研究发现,肿瘤IFP为0~20mmHg时,HIF-1α和VEGF-A的表达随着IFP的增高而受到抑制。IFP增高会阻碍药物和氧在组织间隙内转运,导致肿瘤细胞中药物及氧的有效浓度降低,是肿瘤耐药及放、化疗反应性降低的重要原因之一。因此,针对肿瘤IFP增高的调控途径进行治疗,可以提高疗效,这在伊马替尼治疗黑色素瘤B16细胞小鼠模型中已得到证实。2.6碳酸氢钠在肿瘤细胞外h值的影响酸性肿瘤微环境是大多数实体瘤的另一特点。肿瘤细胞存在氧化磷酸化缺陷,大部分肿瘤细胞以糖酵解的方式产生能量,导致乳酸产生增多,加上肿瘤组织内淋巴网络的不完善导致乳酸积聚在组织间质中,为肿瘤细胞酸性微环境的产生提供了物质基础。恶性肿瘤细胞外pH为6.5~7.0,相应正常组织细胞外pH为7.1~7.6。肿瘤细胞外的酸性微环境,有利于肿瘤组织侵犯相邻正常组织,是肿瘤转移过程中一个关键环节。有学者报道,在酸性微环境的形成过程中,肿瘤细胞通过上调钠氢交换蛋白1(Na+/H+exchangerisoform1,NHEl)和空泡质子转运ATP酶(vacuolar-H+-ATPase,V-ATPase)的表达将细胞内H+泵到胞外,促进细胞外酸性环境的形成,又抵抗了酸中毒对肿瘤细胞的损害。因此,通过调节肿瘤酸性微环境,利于抑制肿瘤的生长与转移。Robey等通过磁共振波谱分析发现,给转移性乳腺癌小鼠模型口服或脾内注射碳酸氢钠,可选择性提高肿瘤细胞外pH值,减少淋巴结转移的程度。还有学者研究发现在酸性微环境中,单核巨噬细胞分泌VEGF较正常微环境显著增加单核巨噬细胞分泌VEGF。3肿瘤微环境的应用肿瘤微环境是一个复杂的综合系统,是保护和支持肿瘤发生发展及转移复发的必要机构功能单元,具有反馈控制机制多样化、代谢途径通路独特等特点。随着淋巴管标志物的不断发现和淋巴结转移机制的进一步明确,肿瘤微环境对复发转移的重要性日益显现。通过调节微环境的酸碱度、IFP、改善缺氧状态,抑制生长因子及炎性介质对转移的促进作用,可以有效控制肿瘤淋巴结转移的发生。以微环境为靶点,抑制肿瘤的生长和转移,是未来肿瘤研究的方向,也为临床肿瘤治疗提供了新的手段。2.2.1vegf-mcrna的表达Nwogu等通过对非小细胞肺癌(non-smallcell