肿瘤微淋巴管生成的研究进展

肿瘤微淋巴管生成的研究进展

大多数胰腺癌都有早期转移到淋巴结的生物行为。区域转移淋巴结是评估胰腺癌预后并制定治疗策略的重要生物学指标，具有极其重要的临床意义。但长期以来,由于缺乏淋巴管特异性标志物,使淋巴管研究远远落后于血管研究。随着特异性淋巴管内皮标志物[如VEGFC-R(即FLT-4),LEVYR-1,PROX-1,D2-40等]的发现,使关于肿瘤微淋巴管的研究有了长足的发展。近年来,随着对肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associatedmacrophages,TAM)的研究加深,发现其通过复杂的自分泌、旁分泌途径,在肿瘤侵袭转移的过程中发挥了至关重要的作用。越来越多的研究指出,肿瘤相关巨噬细胞在肿瘤的微血管及微淋巴管生成过程中扮演着相当重要的角色,很可能是揭示肿瘤侵袭、转移机制的一把钥匙。TAM-微淋巴管生成途径有望成为肿瘤治疗的新靶点。1活化的外周血细胞和癌细胞aamphi表型的形成和发展目前研究发现,肿瘤的间质事实上是一个慢性炎症的环境,炎症细胞是肿瘤间质的重要组成部分,它主要包括TAM、树突状细胞、淋巴细胞和肥大细胞等。其中,TAM是肿瘤间质中数量最多的炎症细胞群,大约占炎症细胞总数的30%~50%。TAM来源于外周循环血中的单核细胞,单核细胞的招募、分化、存活和增殖组成了TAM形成的过程。单核细胞的招募与许多肿瘤来源的趋化因子有关,如CC趋化因子配体(CCL)、血管内皮生长因子(VEGF)、集落刺激因子(CSF)和胎盘来源的生长因子(PIGF)等。当单核细胞迁移到肿瘤组织后,便在肿瘤缺氧、高乳酸的微环境中、在IL-10诱导下分化成巨噬细胞,此即TAM。但为何肿瘤微环境中分化成的巨噬细胞没有起到细胞免疫和抗原提呈作用反而促成肿瘤的发展呢?Porta等在总结前人TAM研究成果的基础上提出,巨噬细胞具有杀伤肿瘤和促瘤生长的双重作用;近10年来人们逐渐认识到由于位于上游的单核细胞的多样性及活化微环境的多样性,巨噬细胞可以发生不同性质的活化,成为具有不同分子和功能特征的亚群。活化的巨噬细胞至少包括2种类型:(1)经典活化的巨噬细胞(classicallyactivatedmacrophage,caMphi),又称M1巨噬细胞,caMphi需要双信号,即IFN-γ和外源性TNF或内源性TNF的诱导剂[细菌或其产物脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)等]。caMphi是I型免疫反应中的效应细胞,它们能杀伤微生物和肿瘤细胞,分泌大量炎性因子。(2)替代性活化的巨噬细胞(alternativelyactivatedmacrophage,aaMphi),又称M2巨噬细胞。aaMphi不需要双信号,但需要有合适的诱导剂(如IL-4,IL-13,IL-10,糖皮质激素,维生素D3等);aaMphi促炎性细胞因子(如IL-1,TNF和IL-6)分泌量低,能限制炎症反应和I型适应性免疫,清除残留物,促进血管生成,参与组织重塑和修复;有研究者又根据aaMphi的诱导物和功能的不同,将其分成a,b,c不同的亚型。a亚群由IL-4和IL-13诱导,主要参与和促进Ⅱ型免疫反应;b亚群由IL和LPS诱导,可大量分泌炎性因子,同时高分泌IL-10而低分泌IL-12,能促进Th2分化和体液免疫反应抗体的产生;IL-10诱导的c亚群主要是调节和抑制免疫反应和炎症反应。Mantovani等认为单核细胞的分化过程受到肿瘤微环境局部缺氧、高乳酸等条件的影响,可能发生替代性活化,呈现出aaMphi的表型;它能表达高水平的巨噬细胞甘露糖受体(macrophagemannosereceptor,MMR)和IL-10,产生很少的NO和IL-12,提呈抗原的能力很弱,能抑制T细胞增殖,参与了肿瘤的生长、进展和转移,以及适应性免疫、血管生成和间质形成等过程。有研究者认为,这样归类TAM并不恰当,因为还没有直接的证据证明TAM就是aaMphi的表型。不过现今大量的研究均间接支持TAM为aaMphi表型。TAM在肿瘤内定位后,趋向与肿瘤共存,并朝着肿瘤细胞表型相似的方向发展。此过程依赖于TAM或肿瘤细胞表达的CSF-1和PIGF等。TAM接着通过复杂的自分泌与旁分泌途径作用于周围肿瘤细胞及自身,通过分泌大量的趋化因子(如VEGF-C等)招募血液中更多的单核细胞进入肿瘤间质,形成瀑布效应,使其数量急剧扩大。2细胞生物学特性既往认为,巨噬细胞是抗肿瘤免疫调节过程中的一种重要细胞群,可以直接杀伤肿瘤细胞,或者通过呈递肿瘤相关抗原诱导机体免疫应答从而清除肿瘤。随着对肿瘤及肿瘤间质的研究不断发展,人们认识到肿瘤间质中的巨噬细胞即肿瘤相关巨噬细胞并非发挥抗肿瘤作用,而是参与并促进了肿瘤发生、生长、侵袭和转移的过程。将TAM与部分肿瘤细胞共培养时发现,TAM分泌的表皮生长因子(epi-dermalgrowthfactor,EGF)、血小板源性生长因子(platelet-derivedgrowthfactor,PDGF)、肝细胞生长因子(hepatocytegrowthfactor,HGF)、碱性成纤维细胞生长因子(basicfibroblastgrowthfactor,bFGF)和重组人转录生长因子β(transforminggrowthfactor-β,TGFβ)等生长因子能明显促进肿瘤细胞增殖;外源性去除TAM实验证实,TAM对于它们的生长是必不可少的。尤其是TAM与肿瘤血管生成和淋巴管生成密切相关,目前已在多种肿瘤中得到了证实。淋巴管生成是肿瘤发生淋巴道转移的必需事件。淋巴道转移是肿瘤发生全身转移的初始步骤,提示肿瘤预后不良。近年的研究表明,巨噬细胞参与了炎症条件下的淋巴管生成。Maruyama等发现,在小鼠角膜炎症模型中,来源于骨髓的CDllb+巨噬细胞聚集于角膜基质中,能单独形成淋巴管样结构和表达VEGF-C,从而促进小鼠角膜的淋巴管生成。Kerjaschki认为炎症环境中的巨噬细胞诱导淋巴管生成存在两条途径,一是巨噬细胞直接转分化成淋巴管内皮细胞;二是巨噬细胞刺激已经存在的淋巴管内皮细胞分裂增殖。由于肿瘤间质实质上也是炎症环境,因此推测TAM可能也参加了肿瘤淋巴管生成。这个观点在近年来逐渐得到大多数学者认可,临床分析也证实,转移性区域性淋巴结中的TAM数量与患者预后明显相关。有研究者将巨噬细胞与肿瘤细胞共培养后发现,巨噬细胞呈现朝向肿瘤细胞表型发展的趋势。因此可以推断,TAM通过其自分泌、旁分泌途径,从多方面直接或间接的参与了肿瘤的淋巴管生成。因此,研究TAM在肿瘤进程中的促微淋巴管生成作用具有重要意义。2.1VEGFVEGF-C目前被认为是已发现的最强的促进淋巴管生成的细胞因子,在肿瘤的微淋巴管生成中起着核心的作用,其特异性受体为VEGFR-3(Flt-4)。Schoppmann发现不仅宫颈癌细胞能表达VEGF-C和VEGF-D,而且瘤周间质TAM也能表达VEGF-C和VEGF-D及其受体VEGFR-3,导致瘤周淋巴管生成,进而导致转移的发生。Kerjaschki认为,VEGF-C在TAM促成淋巴管生成的过程中起了至关重要的作用,章必成等根据Kerjaschki的理论建立了体外aaMphi和淋巴管内皮细胞(lymphaticendothelialcell,LEC)共培养模型,证实了LEC能在TAM分泌的VEGF-C诱导下增殖、迁移及管样结构形成,形成新生的微淋巴管。Bjorndahl发现,在VEGF-A过表达的小鼠T241纤维肉瘤中,VEGF-A刺激了瘤周淋巴管生成并导致肿瘤发生淋巴系统转移,而其间质中有大量的炎症细胞(包括表达VEFR-3+巨噬细胞)浸润。国内冯红超发现口腔鳞癌中肿瘤细胞和巨噬细胞均可分泌VEGF-C,后者在瘤周淋巴管生成和淋巴结转移中起重要作用。2.2间质细胞参与mmps的表达基质金属蛋白酶(MMPs)活性上调与肿瘤侵袭、转移有关。细胞外基质(ECM)是肿瘤转移的主要屏障,ECM的降解不论对于肿瘤微血管生成的发生或是微淋巴管生成的发生都是必要的条件,而MMPs是降解ECM最重要的酶类。大多数研究认为,MMPs主要表达于间质细胞,部分肿瘤细胞也有表达,肿瘤细胞和间质细胞可通过多种机制相互作用而影响MMPs的表达和分布。Pahler通过监测K14-HPV/E2颈部肿瘤小鼠模型后认为,TAM是MMP-9的主要来源,CCL2则是其促进因子;此研究结果与先前Giraudo的研究结果一致。Murray发现约73%胃癌表达MMP-1,MMP-1在正常黏膜上皮异型增生组织中的表达与在胃癌组织中的表达差异均有显著性,与淋巴结转移均具有相关性,MMP-1阳性患者预后不如阴性患者,推测其可作为判断进展期胃癌的预后指标,而且可能对是否进行辅助治疗及判断腹膜转移的发生具有指导意义。Bruyère建立了小鼠胸导管淋巴内皮细胞体外生长的三维培养模型,发现MMP-2与淋巴管生成密切相关。Chen将巨噬细胞和NSCLC细胞株共培养发现,后者的侵袭能力和降解基质的活性明显增加,MMP-9和MMP-1等基因表达明显上调;并与肿瘤微淋巴管密度呈正相关,此结果提示TAM可能在NSCLC的侵袭和转移过程中具有重要地位。2.3免疫调节对小鼠淋巴管生成的调控prox-1主要表达于晶状体、心脏、肝脏、胰腺和神经系统等的非内皮细胞,在成人正常组织、胚胎淋巴管内皮细胞或肿瘤组织的淋巴内皮细胞上也可检测到。移除prox-1基因后,胚胎发育时原始静脉内皮细胞生成淋巴管过程被阻断,表明prox-1是淋巴管生成最基本的调控因子。Maruyama在检测大鼠角膜炎症模型时发现,CD11b+巨噬细胞能表达Prox-1和透明质酸受体(lymphaticvesselendothelialhyaluronanreceptor-1,LEVY-1),和炎症条件下的微淋巴管生成密切相关。Kim在研究病理情况下小鼠小肠淋巴管生成时也发现,巨噬细胞能促进LYVE-1,VEGFR3,Prox-1等淋巴内皮生长因子的表达。由于肿瘤间质事实上也是个慢性炎症的微环境,故可以推断TAM很可能在肿瘤间质也扮演着类似的角色。2.4乳腺癌肿瘤中带向免疫调节的基因表达环氧化酶-2(COX-2)为前列腺素合成过程中的限速酶,主要来源于肿瘤细胞及巨噬细胞,是肿瘤发生发展转移过程中重要的调节因子。近几年的研究认为COX-2不仅在肿瘤血管生成中起作用,而且与淋巴管生成及转移显著相关。一氧化氮(nitricoxide,NO)是体内一种信使分子,其作用与COX-2密切相关,共同调节淋巴系统生理功能,且参与肿瘤淋巴管生成及肿瘤淋巴转移的调控。Nakamura在检测乳腺癌硝基酪氨酸的水平和VEGF-C的表达水平中显示,NO在体内体外都可以诱导VEGF-C的表达,硝基酪氨酸的水平与淋巴结转移和VEGF-C的表达显著相关。Alida在检测人类卵巢肿瘤标本时发现,在恶性卵巢肿瘤及交界性肿瘤间质中,COX-2活性的TAM计数明显高于良性肿瘤交界性肿瘤,并且COX-2的表达与NO的表达密切相关。Bianchini发现,在人恶性黑色素瘤中肿瘤细胞刺激TAM表达COX-2,而在正常组织中的成纤维细胞并不表达COX-2。Tsai在研究接受放射线照射致癌的小鼠前列腺肿瘤中发现,TAM源性COX-2mRNA在接受照射3d内显著升高而诱导型iNOSmRNA则在2周内显著升高,揭示TAM源性COX-2和iNOSmRNA与前列腺癌变过程密切相关。因此可以推断NO,COX-2,TAM和VEGF之间可能存在着某种机制,具有调节肿瘤淋巴管生成及转移的潜在能力,但确切的调节路径和作用条件有待于进一步证实。3抗tam靶向治疗肿瘤的作用机制综上所述,TAM有着特殊的生物学特性,已经不是机体防御的效应细胞,它们通过表达炎症因子、趋化因子、促血管生长因子和促淋巴管生长因子等,反而促进肿瘤的发展演变。TAM能通过复杂的内分泌及旁分泌作用和肿瘤细胞互动,它们之间形成复杂的调控网络,直接或间接促进肿瘤的微