微環(huán)境并不“微”:腫瘤微環(huán)境重要標(biāo)志回顧
腫瘤微環(huán)境影響腫瘤發(fā)生、生長、轉(zhuǎn)移和治療,因此腫瘤研究的中心也逐漸轉(zhuǎn)移到腫瘤微環(huán)境,本周小備帶大家回顧一下腫瘤微環(huán)境中的重要標(biāo)志。
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缺氧
缺氧是癌癥的重要特性之一。腫瘤微環(huán)境中癌細(xì)胞的生長和不正常的腫瘤血管生成會引起腫瘤內(nèi)缺氧。對于惡性細(xì)胞基質(zhì)細(xì)胞來說,缺氧是一種常見、持續(xù)且復(fù)雜的狀態(tài),通常與更糟糕的預(yù)后和癌癥的進(jìn)展正相關(guān)。在不同癌癥類型和同一類型的不同患者之間,缺氧具有異質(zhì)性,因此會影響相關(guān)療法。多種事件已被發(fā)現(xiàn)與缺氧相關(guān):癌癥的進(jìn)展、干性和休眠,氧化還原的適應(yīng)、細(xì)胞間交流和治療抗性。
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缺氧主要通過激活血管內(nèi)皮細(xì)胞、上調(diào)VEGF轉(zhuǎn)錄,過度刺激血管生成,影響TME和治療效果。低氧生態(tài)環(huán)境也與體細(xì)胞變異的突變負(fù)荷增加和致癌基因和腫瘤抑制因子的改變有關(guān),如TP53、PTEN和MYC。
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癌癥轉(zhuǎn)移
腫瘤微環(huán)境中的細(xì)胞和結(jié)構(gòu)成分的互相作用使得腫瘤細(xì)胞可以通過復(fù)雜的轉(zhuǎn)移級聯(lián)反應(yīng)從原發(fā)部位擴散至遠(yuǎn)處。多種細(xì)胞參與了這個過程。癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAF)重組周圍基質(zhì),為癌細(xì)胞創(chuàng)建遷移引導(dǎo)軌跡;間充質(zhì)細(xì)胞大量產(chǎn)生外泌體,增加癌細(xì)胞的遷移能力。惡性腫瘤細(xì)胞可以逃避免疫監(jiān)視,誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)重塑,并獲得足夠的細(xì)胞運動能力以遷移。轉(zhuǎn)移中的癌細(xì)胞會遇到血液微環(huán)境中的血小板、免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子,從而促進(jìn)其生存和轉(zhuǎn)運。
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代謝微環(huán)境改變
代謝方式改變是腫瘤的標(biāo)志之一。代謝對腫瘤研究的重要作用體現(xiàn)在兩方面:參與腫瘤的生長、參與腫瘤微環(huán)境重塑形成對腫瘤遷徙更有利的環(huán)境。這種代謝適應(yīng)需要重新調(diào)整代謝途徑和信號通路,允許輸入/消耗有機化合物并隨后產(chǎn)生能量和生物質(zhì)。癌癥通常表現(xiàn)出葡萄糖、脂質(zhì)、谷氨酰胺和氨基酸代謝增加、乳酸積累和活性氧成癮。
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糖酵解:正常細(xì)胞傾向于通過氧化磷酸化來獲取能量,而糖酵解在常氧條件下受到抑制。即使在常氧條件下,癌細(xì)胞也更喜歡增強糖酵解和升高乳酸代謝,而不是氧化磷酸化。在非惡性細(xì)胞中,葡萄糖主要通過氧化磷酸化?(OXPHOS)?進(jìn)行代謝,而腫瘤細(xì)胞主要利用糖酵解進(jìn)行葡萄糖代謝。
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ROS:在癌癥中已觀察到ROS水平升高,并且與腫瘤發(fā)生、腫瘤免疫和TME重編程密切相關(guān)。在缺氧條件下,線粒體?ROS?是?HIF?穩(wěn)定所必需的,這可能進(jìn)一步誘導(dǎo)自噬并增強致瘤性。TME?中的腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞可以產(chǎn)生?ROS,而局部?TME?中?ROS?的升高反過來又會影響癌細(xì)胞的生長。
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酸性生態(tài)位
pH?失調(diào)或逆轉(zhuǎn)已成為癌癥的一個普遍認(rèn)識的特征。酸性腫瘤微環(huán)境主要是由腫瘤細(xì)胞的高糖酵解率導(dǎo)致的。在缺氧環(huán)境下,腫瘤細(xì)胞會產(chǎn)生大量的乳酸以及過量的質(zhì)子和二氧化碳,這些物質(zhì)共同促進(jìn)細(xì)胞外TME的酸化,pH值通常在6.5-6.8范圍內(nèi)。細(xì)胞外腫瘤微環(huán)境的組成具有異質(zhì)性,范圍從接近中性到強烈酸化。酸性TME相關(guān)的機制可以靶向,以實現(xiàn)對癌癥的精確診斷和有效治療。
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神經(jīng)生態(tài)位
重點關(guān)注電化學(xué)相互作用、旁分泌相互作用、全身神經(jīng)-癌癥相互作用以及癌癥治療對神經(jīng)系統(tǒng)的影響。神經(jīng)周圍浸潤(PNI)現(xiàn)象,代表癌癥侵入神經(jīng)內(nèi)部或周圍或穿透神經(jīng)或癌癥轉(zhuǎn)移途徑,與癌癥預(yù)后不良相關(guān)。
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References:
Jin, M. Z., & Jin, W. L. (2020). The updated landscape of tumor microenvironment and drug repurposing.?Signal transduction and targeted therapy,?5(1), 166.?https://doi.org/10.1038/s41392-020-00280-x
Neophytou, C. M., Panagi, M., Stylianopoulos, T., & Papageorgis, P. (2021). The Role of Tumor Microenvironment in Cancer Metastasis: Molecular Mechanisms and Therapeutic Opportunities.?Cancers,?13(9), 2053.?https://doi.org/10.3390/cancers13092053
Boedtkjer, E., & Pedersen, S. F. (2020). The Acidic Tumor Microenvironment as a Driver of Cancer.?Annual review of physiology,?82, 103–126. https://doi.org/10.1146/annurev-physiol-021119-034627