肿瘤相关巨噬细胞

肿瘤相关巨噬细胞表型及其促进肿瘤作用的研究进展

【摘要】以前多认为肿瘤相关巨噬细胞（tumor associated macrophages, TAM）是一种重要的抗肿瘤效应细胞，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。但是近几年来越来越多的研究表明TAM并未发挥抗肿瘤作用，而是参与了肿瘤的发生、生长、侵袭和转移的过程，尤其是与肿瘤的血管生成和淋巴管生成密切相关。本文总结近年来有关肿瘤相关巨噬细胞研究进展，尤其是其与肿瘤生长及转移的关系，为研究肿瘤的发生发展机制提供思路。

【关键词】肿瘤相关巨噬细胞；表型；肿瘤生长；肿瘤转移

1、目前研究发现,炎症细胞是肿瘤间质的重要组成部分,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,约占炎症细胞总数的30%～50%左右。巨噬细胞至少可以被分为两种类型:Ml型，即经典活化的巨噬细胞(Classically activated macrophage caMphi)和M2型，即替代性活化的巨噬细胞(Alternatively activated macrophage aaMphi)。不同活化表型的巨噬细胞所起的作用完全不同：MI型巨噬细胞表现为:高递呈抗原的能力;高分泌白细胞介素12(IL一12)和白细胞介素23（IL一23)及其随后诱导的I型免疫应答;高产生毒性中间产物、活性氧中间产物(ROI)的能力。因此，Ml 型巨噬细胞被认为具有杀伤细菌和肿瘤细胞并可以分泌多种促炎性细胞因子的能力。而M2型巨噬细胞表现为:低的递呈抗原的能力;能够分泌IL-1受体拮抗剂(IL-1RA)、IL-10和多种趋化因子，高表达精氨酸酶(Arg)-1、巨噬细胞甘露糖受体(MMR)、清道夫受体(scavenger receptor)等，产生很少的NO和IL-12，主要参与细胞生长、血管生成、免疫抑制、组织修复和间质形成等过程。近年来，陆续有关于TAM活化表型鉴定的实验研究显示多种肿瘤的发生发展中，TAM呈现出替代性活化的表型。章必成[1]在替代性活化的巨噬细胞促进小鼠肺腺癌淋巴管生成的实验研究中发现:人肺腺癌TAM除了表达巨噬细胞的标记物CD68外，还表达aaMphi的标记物MMR，而几乎不表达caMphi的标记物iNOS,说明人肺腺癌TAM 的活化表型为替代性活化。郭强[2]研究了不同类型的巨噬细胞对肿瘤生长的影响及其机制发现:通过对从4TI荷瘤小鼠的肿瘤中分离到的巨噬细胞用RT –PCR及FACS检测其膜分子的表达，证明4周荷瘤小鼠的肿瘤巨噬细胞的主要为M2型。Hagemann等[3]对10例卵巢癌患者的标本和腹水分别进行免疫组化和流式细胞分析发现，间质TAM均同时表达CD68和清道夫受体，腹水中CD68和MMR双阳性巨噬细胞占62.7%，CD68和清道夫受体双阳性巨噬细胞占66.3%；共培养人卵巢癌细胞和巨噬细胞后，巨噬细胞表达MMR、清道夫受体均上调，分泌的细胞因子、趋化因子和MMP mRNA表达均与卵巢癌细胞相似，提示人卵巢癌TAM可能呈替代性活化。在小鼠结肠腺癌和胶质瘤中，Umemura等[4]认为TAM表达CD11b+、CD11c+、Gr-1low和IL-4Rα+，能抑制CD8+T淋巴细胞增殖，还表达CX3CR1和CCR2，呈现出替代性活化的表型。郭巨江等[5]共培养巨噬细胞与人乳腺癌细胞SKBR3的实验显示经典激活的单核细胞呈现出明显抑瘤效应,替代激活的单核细胞呈现出明显促肿瘤效应。

2、TAM与肿瘤生长。

2.1分泌许多刺激肿瘤细胞增殖和生存的因子

许多研究表明TAM可以分泌许多刺激肿瘤细胞增殖和生存的因子，包括:表皮生长因子（EGF)[6]、血小板源性生长因子（PDGF)[7]、肝细胞生长因子（HGF)和碱性成纤维细胞生长因子（bFGF)[8]。敲除巨噬细胞的研究提示在体内巨噬细胞的存在对各种实验性肿瘤的生长是必需的[9]

2.2促进肿瘤血管生成

肿瘤的低氧环境可以诱导TAM高表达多种促血管生成因子和生长因子，如血管内皮细胞生长因子(vEGF)、TNF一a、IL一8和bFGF[10]，并且可以表达多种血管生成调节酶，包括基质金属蛋白酶(MMP)和环氧化酶一2 ( COX一2)[11]。国内陈鹏等在肺腺癌标本的观察中发现:组织中TAMs的分布与MVD-微血管密度正相关,即TAMs浸润多的区域,微血管数增多[12]。与Takanami等[13]对肺腺癌的研究结果相一致。

2.3免疫逃逸

肿瘤可以通过多种机制有效地逃避免疫系统监视,这些机制不仅涉及肿瘤细胞本身,如缺少HLA表达或HLA I类抗原转换,抗原处理缺陷和异常表达共刺激分子以及肿瘤细胞上FAS 配体等,也可能与荷瘤宿主免疫反应功能受损有关。[14]等研究表明荷瘤小鼠体内的髓系前体细胞分泌转化生长因子-β（TGF一β）的量增加。去除髓系细胞或体内阻断TGF一β的作用能够防止肿瘤的复发,提示TGF一β在抑制肿瘤免疫监视中是必需的。由TAM分泌的TGF一β能够阻断抗原呈递细胞DC的成熟过程,从而抑制细胞和的激活。

3、TAM与肿瘤的侵袭与转移

3.1基质重塑而使癌细胞易于侵袭转移

肿瘤来源的蛋白能清除额外的细胞基质蛋白,导致细胞基底膜分解,从而使癌细胞易于侵袭。TAMs能产生相关酶(如金属蛋白酶、纤维蛋白溶酶、尿激酶型纤维蛋白酶原激活剂及其受体)调整间质代谢[15]。而这些酶的活性与肿瘤的侵袭性有关,如MMP-2在某些肿瘤与淋巴结转移和肿瘤的分期相关[16]

3.2促进肿瘤为淋巴管形成

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。VEGF一C、VEGF一D/VEGFR一3系统是首先被发现的促淋巴管形成因子及其受体的作用系统一方面，巨噬细胞可阶梯式分化成淋巴管内皮细胞，这些细胞初期形成细胞集合体，并发育成类桑甚小囊，然后整合成芽生淋巴管。另一方面，在动物实验中发现巨噬细胞亚群可产生大量VEGF一C，导致局部原有淋巴管芽生。章必成等[1]根据Kerjaschki的理论建立了体外aaMphi和淋巴管内皮细胞( lymphatic en2dothelial cell, 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。在宫颈癌的TAM也可表达VEGF一C、VEGF一D及其受体VEGFR 一3，导致肿瘤淋巴管的生成[17]，进而促进肿瘤通过淋巴管转移。袁虎勤[18]在胃癌TAMs 浸润与淋巴管形成的关系的研究中发现验证了:TAMs计数和微淋巴管密度(LMVD)在胃癌组织中明显高于胃粘膜良性活检组织，且TAMs计数与LMVD呈正的直线相关。

3.3其他途径

近年来研究显示楚，在一些原发性肿瘤组织中一氧化氮合成酶NOS的活性与肿瘤的恶性程度呈正相关。Jenkin S等[19]报道转染NOS基因的人结肠癌细胞系较其来源组织生长快，而且血管化程度高。将转染iNOS基因的结肠癌DLD一细胞接种裸鼠皮下，发现肿瘤生长速度快于野生型及转染空白质粒DLD泣细胞，而且瘤体中有大量新生血管生成，分泌N0的DLD一细胞形成的肿瘤侵袭性强。宋平[20]研究了胰腺癌中iNOS的表达与TAMS计数之间的关系发现: 。淋巴结转移组的iNOS及TAMs表达均高于淋巴结未转移组，差别有统计学意义(P<0.05)。在胰腺癌中iNOS的表达和巨噬细胞计数呈直线正相关关系(Y=0.551，. P<0.05)，提示iNOS的分泌与TAMs的浸润有着密切的关系，且均与胰腺癌的转移有关。结合其他研究结果，其推测可能是癌细胞产生iNOS促进血管新生，诱导TAMS浸润，TAMS 也产生iNOS促进肿瘤生长。

【参考文献】

【1】章必成.替代性活化的巨噬细胞促成小鼠肺腺癌淋巴管生成的实验研究[D].重庆：第三军医大学新桥医院全军肿瘤研究所,2008.