肿瘤相关成纤维细胞异质性
肿瘤微环境对肿瘤代谢的影响及研究进展

肿瘤微环境对肿瘤代谢的影响及研究进展一、综述在肿瘤微环境中,肿瘤细胞与其周围组织之间的相互作用对于肿瘤的发展和代谢过程具有重要的影响。
越来越多的证据表明,肿瘤代谢重编程是肿瘤恶性表型的一个关键特征,并且与肿瘤生长速度、侵袭、转移和患者生存率密切相关。
本文将对肿瘤微环境对肿瘤代谢的影响进行综述,探讨肿瘤代谢的改变以及这些改变如何促进肿瘤的发展。
肿瘤微环境的缺氧状态是众所周知的一个特点。
肿瘤缺氧可以导致肿瘤细胞对葡萄糖的摄取和利用增加,同时减少乳酸的产生。
这种现象被称为“Warburg效应”,是指肿瘤细胞倾向于使用葡萄糖进行糖酵解以产生能量,即便在氧气供应充足的条件下也是如此。
尽管糖酵解是一种高效的产生能量的途径,但它并不总是高效的,可能会导致肿瘤细胞的代谢压力和生长抑制。
肿瘤微环境中的肿瘤相关成纤维细胞(CAF)也对肿瘤代谢产生了重要影响。
CAF是一种表型多样的间质细胞,它们可以通过促进肿瘤血管生成、胶原蛋白沉积和肿瘤干细胞维持等机制来促进肿瘤生长和侵袭。
一些研究表明,CAF可以通过代谢支持肿瘤细胞对葡萄糖的需求,从而促进肿瘤的代谢重编程。
肿瘤微环境中的巨噬细胞也对肿瘤代谢产生影响。
巨噬细胞可以根据其表型和微环境中的信号通路被极化为不同的炎性亚型,如M1和M2。
研究者们发现肿瘤相关巨噬细胞(TAM)可能与肿瘤的生长、侵袭和代谢有密切关系。
一些研究表明,TAM可以通过促进肿瘤血管生成和代谢重编程来促进肿瘤生长。
肿瘤微环境通过影响肿瘤细胞的代谢重编程来促进肿瘤发展。
为了更深入地理解肿瘤代谢的特点和机制,未来的研究需要继续关注肿瘤微环境的组成和功能,以及肿瘤细胞、CAF、巨噬细胞等不同细胞类型与肿瘤代谢之间的关系。
1. 肿瘤微环境的定义和重要性肿瘤微环境(Tumor Microenvironment,简称TME)是肿瘤发生、发展及治疗过程中与其相互作用的外部环境。
它主要包括肿瘤细胞、内皮细胞、免疫细胞、成纤维细胞等实体以及它们之间的相互作用和分泌的物质。
肿瘤相关成纤维细胞的生物学特征及Transwell共培养对胃癌细胞生长和

-1582-中国药理学通报Chioese Pharmacological Bulletin2019Nov;35(11):1582~9网络出版时间:2019/10/2816:14网络出版地址:htt p://kd neAkcms/deCil/34.1086.r.20191024.1434.038.html肿瘤相关成纤维细胞的生物学特征及Transwell共培养对胃癌细胞生长和转移的影响邵久针",王颖锤1"2仰鑫1,许尤琪3,沈明勤"(1.南京中医药大学附属中西医结合医院中药药理毒理实验室,江苏南京210028;2.江苏省中医药研究院中药药理毒理实验室,江苏南京210028;3.江苏省第二中医院肿瘤科,江苏南京210008)dW:10.3969//imn.1001-1978.2019.11.019文献标志码:A文章编号:1001-1978(2019)11-1582-08中国图书分类号:R322.44;R329.24;R73-35;R735.202.2摘要:目的培养原代人胃癌相关成纤维细胞#cancer ww-ciated fibobOsts,CAFs)和正常成纤维细胞(normal fibo-blwy/NFW,探究生物学特性及对胃癌细胞影响。
方法CAF-和NFs分离培养后,MTT法绘制生长曲线,免疫荧光法、WoCm bO-、qRT-BCR检测a-SMA和Vimentin表达。
MGC—03与CAFs、NFs进行Transwell共培养,Transwell法检测胃癌迁移和侵袭,MTT法比较细胞活力及AMD3100影响,pH计、乳酸酶法、DCFHNA法测定共培养体系酸化、乳酸及活性氧(ROS)含量’结果CAFs、NF呈长梭形、多角形等,CAFs增殖和重叠生长现象均高于NFs°CAF s细胞a-SMA 和Vimentin为阳性表达,而NF s为低表达或阴性’胃癌细胞活力低密度共培养组>中密度组>高密度组,CAFs共培养体系出现pH值降低,乳酸、ROS含量高现象,且只有CAFs-低密度共培养组促癌效果明显’结论胃癌细胞与CAFs、收稿日期:2019-06-12,修回日期:2019-08-10基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(No BK20161605);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(No SJCX19.0343)作者简介:邵久针(1994-),女,硕士生,研究方向:肿瘤药理学,E-mail:935625337@;沈明勤(1963-),男,研究员,硕士生导师,研究方向:中药药理学,通讯作者,E-mail:;王颖锤(1985-),女,硕士,助理研究员,研究方向:细胞药理学,通讯作者,E-mail:wyy9260@oeauiophago/omeand miiochondeiaweeeob/eeeed by e.ecieon miceo/copy,and ihe eegu.aioey mo.ecu.ae mechankm of HCQ combined with BEV w/s revealed by transcnpCmo sequenciny(RNA-seq).只£5^1 Compared with singio dmy youps,tho combination of HCQ and BEV cou.d syneegisiica.y inhibii HUVECproliferation,pomoia HUVEC apoptosis,and inhibil ih3eoemaiion oeeascu.aesieuciuesin HUVECs.HCQ could inhibit duNphdyy of HUVECs.Transcnptomo so-quenciny results showed tU/i Co cambination of HCQ and BEV influocO69dikeoni expressed yenos,and NFs共培养受比例影响较大,低密度共培养更能明显提高胃癌细胞的增殖和迁移能力,而高密度共培养可能会反过来抑制肿瘤细胞的增长和转移,可能与乳酸、ROS含量有关’关键词:胃癌;肿瘤相关成纤维细胞;原代培养;Transwell共培养;异质性;反Warburg效应胃癌是常见的恶性肿瘤,位于全球发病率第5位、死亡率第3位,而我国属胃癌高发国家,发病与死亡例数约占世界的50%,是癌症防治的重点[1]o 癌症的演化过程中,肿瘤细胞会积极募集成纤维细胞等基质细胞,营造低氧高酸性的肿瘤微环境,对肿瘤的发生、增殖、转移和凋亡具有重要的调节作用[2]。
肿瘤相关成纤维细胞的分类-概述说明以及解释

肿瘤相关成纤维细胞的分类-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:肿瘤相关成纤维细胞是一类紧密参与肿瘤发展和进展的细胞群体,其在肿瘤的生长、侵袭、转移和治疗抵抗等方面发挥着重要的作用。
成纤维细胞是一种基质细胞,主要分布在结缔组织中,具有合成胶原蛋白、细胞外基质和调节炎症反应等功能。
在肿瘤发展过程中,肿瘤相关成纤维细胞能够与癌细胞相互作用,促进肿瘤的增殖、侵袭和血管生成,同时也能够影响免疫细胞的功能,降低机体对肿瘤的抵抗能力。
随着对肿瘤微环境的研究不断深入,对肿瘤相关成纤维细胞的研究也逐渐受到重视。
成纤维细胞的异质性和功能多样性是研究的重点之一。
肿瘤相关成纤维细胞可以分为多个亚型,根据其表型、功能和来源等特征进行分类。
通过对肿瘤相关成纤维细胞的分类和研究,可以更好地认识其在肿瘤中的作用机制,并为肿瘤的诊断、治疗和预后评估提供新的思路和方法。
本文将对肿瘤相关成纤维细胞的分类进行详细的阐述和总结。
首先,将介绍成纤维细胞的定义和功能,为后续内容的理解奠定基础。
然后,将重点探讨成纤维细胞在肿瘤发展中的作用,包括其对肿瘤增殖、侵袭、转移和血管生成的影响等方面。
最后,将详细介绍不同类型的肿瘤相关成纤维细胞的分类方法,并探讨其在肿瘤研究和临床应用中的意义和潜力。
通过对肿瘤相关成纤维细胞的分类的深入研究,有助于我们更好地认识肿瘤的发生和发展机制,为肿瘤的个体化治疗提供新的思路和方法。
同时,通过针对特定类型的肿瘤相关成纤维细胞的干预,可以实现对肿瘤微环境的调控,达到更好的治疗效果。
因此,对肿瘤相关成纤维细胞的分类研究具有重要的理论和实践意义。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将依次介绍肿瘤相关成纤维细胞的分类。
首先,引言部分将提供一个概述,简要介绍成纤维细胞在肿瘤发展中的重要作用,并阐述文章的目的。
接下来,正文部分将分为两个主要部分。
第一部分将定义和说明成纤维细胞的功能,包括其在正常生理状态下的作用,以及在肿瘤发展中的特殊功能。
肿瘤同样质性和异质性的研究

肿瘤同样质性和异质性的研究肿瘤研究一直都是医学界的热门话题。
虽然人们已经掌握了许多肿瘤的诊断和治疗方法,但是对于不同类型的肿瘤的研究仍然在继续,其中同样质性和异质性就是两个非常重要的研究方向。
同样质性指的是同一种类型的肿瘤,不同患者之间的遗传信息和基因突变情况基本上相同。
相对地,异质性则是指同一类型的肿瘤,在不同患者之间的遗传信息和基因突变情况存在差异。
在研究肿瘤的同样质性和异质性方面,科学家们主要会从以下几个方面入手。
首先,他们会研究肿瘤的遗传信息。
由于不同的基因突变可能导致肿瘤的发生,因此科学家们会将患有同一种类型肿瘤的病人的 DNA 提取出来,通过一系列的技术手段比较它们的基因突变情况和 DNA 重组。
通过分析相同和不同的基因突变,科学家们可以深入了解该种肿瘤的遗传学特性。
其次,研究人员还会通过分析肿瘤的表型来研究其同样质性和异质性。
表型是指肿瘤在形态学和特征上的表现形式。
例如,对于某种类型的肿瘤,有些病人的肿瘤比较大,有些人的肿瘤比较小。
有些人的肿瘤生长速度很慢,而有些人的则很快。
通过对肿瘤表型的深入分析,科学家们可以更好地了解肿瘤的生命过程和疾病机理。
除了遗传信息和表型外,科学家们还会通过其他一些手段来研究肿瘤的同样质性和异质性。
例如,他们会从肿瘤病人的血液和组织样本中提取出蛋白质和其他组成成分,从而了解病人的身体对肿瘤的反应。
此外,他们还会使用机器学习等技术来分析肿瘤的大量数据,并自动生成对肿瘤的分类和预测模型,从而更好地了解肿瘤的异质性。
总之,肿瘤的研究是一个极其复杂且充满挑战的过程。
无论是从同样质性还是异质性的角度去研究,都需要科学家们用心去研究。
尽管肿瘤的研究仍然面临很多困难和挑战,但是科学家们仍然在不断努力,希望能够尽快找到更好地解决肿瘤问题的方法和策略。
基于肿瘤相关成纤维细胞基因构建乳腺癌预后预测模型及免疫浸润分析

生物技术进展 2024 年 第 14 卷 第 2 期 312 ~ 322Current Biotechnology ISSN 2095‑2341研究论文Articles基于肿瘤相关成纤维细胞基因构建乳腺癌预后预测模型及免疫浸润分析孙莉莉,安外尔·约麦尔阿卜拉,刘富中,布尔兰·叶尔肯别克,迪丽娜尔·叶尔夏提,郭文佳*新疆医科大学附属肿瘤医院,乌鲁木齐 830011摘 要:乳腺癌的转移和恶性进展与肿瘤微环境密切相关。
肿瘤相关成纤维细胞(cancer associated fibroblasts ,CAFs )是肿瘤微环境中比较重要的细胞,可影响肿瘤的进展及治疗。
从基因表达综合数据库获得乳腺癌单细胞测序数据,对肿瘤微环境细胞进行分簇,再利用WGCNA 识别CAF 相关的关键基因,用该基因在TCGA -BRCA 数据库中构建风险评分模型,进行生存分析、Cox 回归分析、ROC 曲线、构建列线图预测模型性能;通过GO 和KEGG 分析模型相关通路;利用体细胞突变、免疫浸润分析、干性指数分析以及药物敏感性分析探讨风险评分与临床特征及肿瘤微环境的关系。
研究构建了基于10个CAF 基因的乳腺癌预后预测模型,根据风险评分将患者分为高低风险组并进行验证,其中高风险组患者的预后更差,列线图和ROC 曲线也显示模型具有良好的预测效能,乳腺癌病人免疫浸润水平更低、干性指数更高,且高风险组病人对紫杉醇及拉帕替尼这2种药物的敏感性更高。
结果表明,10个CAF 相关基因的风险评分可独立预测乳腺癌的预后及治疗效果,为明确CAF 相关基因在乳腺癌中的作用机制提供了思路,也为乳腺癌易感基因患者的临床个体化治疗提供了理论依据。
关键词:乳腺癌;肿瘤相关成纤维细胞;肿瘤突变负荷;预后模型;免疫浸润DOI :10.19586/j.20952341.2023.0161中图分类号:Q75, R737.9 文献标志码:AConstruction of Prognostic Prediction Model of Breast Cancer Based on Tumor -associated Fibroblast Genes and Analysis of Immune InfiltrationSUN Lili , ANWAIER Yuemaierabola , LIU Fuzhong , BUERLAN Yeerkenbieke , DILINAER Ye ,GUO Wenjia *Affiliated Cancer Hospital of Xinjiang Medical University , Urumqi 830011, ChinaAbstract :Metastasis and malignant progression of breast cancer are deeply related to the tumor microenvironment. Tumor -associ‐ated fibroblasts (CAFs ) are comparatively important cells in the tumor microenvironment which have implications on tumor pro‐gression and treatment. We obtained single -cell sequencing data of breast cancer downloaded from gene expression omnibus data‐base , clustered the cells of tumor microenvironment , and then used WGCNA to identify the key genes related to CAF , and con‐structed a risk score model with the genes in TCGA -BRCA database , and performed survival analysis , Cox regression analysis , ROC curves , and constructed a column line graph to predict the performance of the model. Model -related pathways were analyzed by GO and KEGG. The relationship between risk score and clinical features and tumor microenvironment was explored by somaticmutation , immune infiltration analysis , stemness index analysis , and drug sensitivity analysis. A prognostic prediction modelbased on 10 CAF genes was constructed and validated in accordance with the risk scores. Patients were classified into high - and low -risk groups according to the risk scores , and the prognosis of patients in the high -risk group was worse , and the column plot and ROC curve also showed that the model had a good predictive efficiency , and the immune infiltration level of patients with收稿日期:2023‐12‐13; 接受日期:2024‐02‐27基金项目:新疆维吾尔自治区自然科学基金杰出青年科学基金项目(2022D01E27);新疆维吾尔自治区天池英才项目(2022TCYCGWJ )。
肿瘤的异质性名词解释

肿瘤的异质性名词解释
肿瘤的异质性是指肿瘤细胞中存在的大量基因突变,使肿瘤外观和生长潜力存在差异。
肿瘤异质性是当今肿瘤研究的一个关键概念,它反映了肿瘤疾病的复杂性和多样性。
瘤异质性的发现可以追溯到
20世纪80年代,当时的研究者发现不同的肿瘤细胞表现出异质性,即每个肿瘤细胞中可能存在多个基因突变或改变。
这发现是改变了肿瘤研究永恒的观点,即肿瘤是一种均质细胞,由于其具有异质细胞的特性,可以更快地改变和发展。
肿瘤异质性的发现对肿瘤的治疗也产生了重要的影响,因为每个肿瘤的细胞表型可能不同,因此采取相同的抗肿瘤治疗方法可能不起作用。
了解肿瘤异质性可以帮助医生更好地识别肿瘤的特定属性,从而更有针对性地选择治疗方法。
肿瘤异质性的发现也为肿瘤分子治疗提供了新的方向。
肿瘤分子治疗是一种针对肿瘤细胞中某种特定基因突变的治疗方法。
研究发现,具有某种特定基因突变的肿瘤细胞可以更容易地受到药物的影响,从而增加治疗的有效性。
当前肿瘤异质性研究的方法有多种,包括基因组测序技术、转录组测序技术、免疫组学技术和体外实验技术等。
这些技术可以帮助研究者更好地理解肿瘤异质性,从而更有效地设计治疗策略。
总之,肿瘤异质性是当今肿瘤研究中一个重要概念,也是肿瘤治疗的关键概念。
在洞察肿瘤内部基因组变异的特征和细胞表型上,肿瘤异质性的理解对于设计更有效的治疗策略意义重大。
因此,在肿瘤
治疗领域,更多的研究资源和技术投入是必要的,以改善肿瘤患者的预后。
caf表面标记物单细胞测序
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CAF(癌症相关成纤维细胞)表面标记物的单细胞测序是一种研究方法,用于深入了解CAF的多样性和复杂性。
这种方法通过分析单个CAF细胞的基因表达和表面标记物,揭示了CAF的异质性和特异性。
单细胞测序技术使科学家能够识别和分类不同类型和状态的CAF,包括它们的起源、功能、活化状态以及与肿瘤的相互作用方式。
这些信息对于理解癌症的发展和进展至关重要,并可能为开发新的癌症治疗方法提供线索。
此外,通过单细胞测序技术还可以发现与CAF表面相关的特殊标记物,这些标记物可能成为癌症诊断和治疗的新靶点。
例如,科学家可能会发现某些特定的CAF标记物与癌症的侵袭性或转移性有关,从而开发出针对这些标记物的治疗方法,以抑制癌症的发展。
总之,CAF表面标记物的单细胞测序为我们提供了深入了解癌症相关成纤维细胞的机会,有助于进一步研究癌症的发展和进展,并为未来的癌症治疗提供新的方向。
肿瘤相关成纤维细胞亚群的转化

肿瘤相关成纤维细胞亚群的转化
肿瘤相关成纤维细胞(CAF)是肿瘤微环境中最丰富的基质细胞类型之一,具有高度异质性和可塑性。
CAF 可以通过多种机制促进肿瘤的生长、侵袭和转移,包括促进肿瘤细胞增殖、血管生成、免疫逃避等。
然而,CAF 也可以分化为其他细胞类型,如肌成纤维细胞和内皮细胞,这一过程称为 CAF 亚群的转化。
CAF 亚群的转化是一个复杂的过程,涉及多种信号通路和分子机制。
其中,转化生长因子-β(TGF-β)信号通路是 CAF 亚群转化的关键调控因子之一。
TGF-β 可以诱导 CAF 分化为肌成纤维细胞,促进肿瘤的侵袭和转移。
此外,Notch、Hedgehog、Wnt 等信号通路也参与了 CAF 亚群的转化。
CAF 亚群的转化也受到肿瘤细胞和免疫细胞的影响。
肿瘤细胞可以分泌多种细胞因子和生长因子,如白细胞介素-6(IL-6)、IL-1β、前列腺素 E2(PGE2)等,促进 CAF 的增殖和分化。
免疫细胞也可以通过细胞因子和趋化因子的作用影响 CAF 的转化。
CAF 亚群的转化对肿瘤的治疗具有重要意义。
通过调控 CAF 的转化,可以抑制肿瘤的生长和转移,提高肿瘤治疗的效果。
目前,已经有一些针对 CAF 转化的治疗策略,如使用 TGF-β 抑制剂、Notch 抑制剂等药物,以及靶向 CAF 表面分子的治疗方法。
CAF 亚群的转化是肿瘤微环境中一个重要的生物学过程,涉及多种信号通路和分子机制。
通过深入研究CAF 亚群的转化,有望为肿瘤治疗提供新的策略和方法。
肿瘤相关成纤维细胞在口腔鳞状细胞癌中的作用及其靶向治疗的研究进展

肿瘤相关成纤维细胞在口腔鳞状细胞癌中的作用及其靶向治疗的研究进展引言口腔鳞状细胞癌是一种常见的头颈部恶性肿瘤,其发生和发展受多种因素的影响。
近年来,关于肿瘤微环境中的成纤维细胞在口腔鳞状细胞癌中的作用日益受到重视。
肿瘤相关成纤维细胞作为肿瘤微环境中的重要成分,参与了口腔鳞状细胞癌的发生、发展和转移过程。
本文将针对这一研究领域进行综述,探讨肿瘤相关成纤维细胞在口腔鳞状细胞癌中的作用及其靶向治疗的研究进展。
1. 促进肿瘤细胞增殖和转移肿瘤相关成纤维细胞通过分泌生长因子、细胞因子和蛋白酶等因子,促进口腔鳞状细胞癌细胞的增殖和转移。
研究发现,成纤维细胞来源的成纤维细胞生长因子(FGF)和表皮生长因子(EGF)可以促进口腔鳞状细胞癌细胞的增殖和转移。
成纤维细胞还可以通过增强肿瘤细胞的黏附能力和侵袭能力,促进口腔鳞状细胞癌的转移和浸润。
2. 促进肿瘤血管生成肿瘤相关成纤维细胞可以分泌血管生成因子(VEGF)等因子,促进口腔鳞状细胞癌血管生成,为肿瘤提供充足的营养和氧气,促进口腔鳞状细胞癌的生长和转移。
3. 抑制免疫应答成纤维细胞在肿瘤微环境中可以通过分泌相关因子,抑制免疫细胞的活性,从而降低肿瘤免疫应答,促进口腔鳞状细胞癌的逃避免疫清除。
二、肿瘤相关成纤维细胞的靶向治疗研究进展1. 阻断肿瘤相关成纤维细胞的生长因子信号通路针对肿瘤相关成纤维细胞分泌的生长因子,可以采用靶向治疗的方法进行干预。
针对FGF和EGF信号通路的抗体和小分子抑制剂可以有效抑制肿瘤相关成纤维细胞的生长因子分泌,从而阻断其对口腔鳞状细胞癌的促进作用。
3. 改善肿瘤微环境除了直接干预肿瘤相关成纤维细胞的信号通路外,还可以考虑通过改善肿瘤微环境来影响其对口腔鳞状细胞癌的作用。
通过调节炎症因子的水平、改善肿瘤组织的缺氧状态等方式,可以减少肿瘤相关成纤维细胞的促进作用。
肿瘤异质性简介

肿瘤异质性简介肿瘤异质性tumor heterogeneity,是恶性肿瘤的特征之⼀,可以使肿瘤在⽣长速度,侵袭与转义,预后等各⽅⾯产⽣差异。
肿瘤异质性的体现形式多种多样,可以简单划分为以下两类1. 肿瘤间异质性,inter-tumor heterogeneity, 不⽤类型肿瘤的细胞存在基因型和表型差异2. 肿瘤内异质性,intra-tumor heterogeneity,同⼀种肿瘤其细胞也存在基因型和表型差异⽰意图如下对于瘤内异质性,⼜存在不同治疗阶段的时间异质性,原发和转移肿瘤间的空间异质性等。
除此之外,肿瘤微环境之间,肿瘤细胞和肿瘤循环细胞之间,同⼀肿瘤组织的不同肿瘤细胞也存在异质性。
深⼊研究肿瘤异质性,有助于了解肿瘤产⽣的机制,演化规律,解释治疗过程中耐药性等产⽣的原因,结合不同肿瘤类型和时期,为患者量⾝定制个性化的治疗⽅案,更好的实现精准医疗。
关于肿瘤异质性产⽣的机制,有以下两种假说1. clonal evolution model克隆进化模型,肿瘤细胞群起源与单个细胞,在增殖的过程由于多次突变分化成了不同的亚克隆细胞群,⽰意如下该模型⼜可以进⼀步划分为线性进化和分⽀进化模型,图⽰如下线性进化模型描述的肿瘤细胞向着具有⽣长优势的克隆进化,相⽐祖先克隆,顺序克隆包含更多的有⼒突变;分⽀进化模型中多个亚克隆具有相同的祖先克隆,不同分⽀的进化⼤⼤增加了肿瘤异质性。
2. cancer stem cell model肿瘤⼲细胞模型,肿瘤组织内内可以分为肿瘤⼲细胞和其他细胞两⼤类,随着肿瘤⼲细胞的增殖和分化,形成了肿瘤异质性,其他细胞经过⼏次分化后最终死亡,⽰意图如下⽬前有各种检测⼿段可以⽤于肿瘤异质性的研究,以NGS测序为主的技术⼿段由于其通量⾼,检测周期快等特性占据半壁江⼭,根据检测对象的不同,细分为循环肿瘤DNA(ctDNA), 循环肿瘤细胞(CTC),⾎液中游离的DNA(cfDNA), 肿瘤组织DNA,在对应的数据分析中,除了常规的call variants外,预测肿瘤亚克隆结构也是⼀项核⼼的分析内容。
肿瘤相关成纤维细胞与肿瘤发生发展及耐药的研究进展

236河北医药2021年4月第43卷第3期Hedei MePOg结dlmO2021,Vd43Apr Ns8 doi:12・3969/j・issn・1022-7396.2229.26.227•综述与讲Q-肿瘤相关成纤维细胞与肿瘤发生发展及耐药的研究进展王珂康小红【摘要】肿瘤仍然是威胁人类健康最重要的原因之一,目前以癌细胞为中心的治疗模式通常不足以根除恶性肿瘤,肿瘤的生长不完全由肿瘤细胞本身决定,肿瘤间质可能会促使肿瘤复发转移及耐药。
在构成肿瘤微环境的所有间质细胞中,肿瘤相关成纤维细胞(CAF)是含量最丰富的,通过释放大量的调节因子、外泌体和重塑细胞外基质,从而影响肿瘤的发生和发展,本综述重点介绍了CAFs的起源及异质性,其介导肿瘤生长转移及耐药的相关机制,同时强调了靶向CAFs的相关策略,为癌症的治疗提供新思路。
【关键词】肿瘤相关成纤维细胞;肿瘤微环境;转移;细胞外基质;耐药;靶向治疗【中图分类号】R730【文献标识码】A【文章编号】-02-7386(2021)08-436-05Resecrch pruorest of thmoe associateC r Orublasts in thmorivenesit,developmept and drug resistancc WANG Ke,KANG Xiaonong.TOe First Hospitai Ajfiliaten T Xinxiang Medicai Collepe,Henan,Xinxiang473100,China[Abstruct i Cancer is stik one of the most impodast factors threateoing human health.At preseot,cancer cell ceoteredthempy is usually sot eoouah to eradicate ma/gsant tumors,for Kmor growth is sot eotirely determiseP Uy the Kmor cells themselves,tumor stroma may promote Kmor mcurreoce,meKsKsis and drug resisKsce.Tumor associated fibmPUsts(CAF)are the most abu—ant stromal cells is tumor micmeovimnmeoh CAF Ofects the occurreoce and Uevelopmeot of tumors Uyreleasing a Urge sumber of regulatorp factors,exosomes and remodeling the extracellular matrix.This review focuses on theo/gis and heKsgeoeiO of CAFs,the related mechanisms of tumor growth,meKsKsis and drug msismsce,and emphasizes therelevant strategics of Kryeting CAFs,so as to prvvidc sew ideas for cascer Weatmeot.【Key words t tumor associated fibroPUsts;tumor microeovironmeot;MeKsKsis;extracellular matrix;drug resisKsce;targeted therapy目前肿瘤仍然是威胁人类健康的一大杀手,其发病率逐年上升,据统计其死亡率占人类死亡原因的第二位⑴,严重威胁人类健康,随着目前医疗水平的不断提升,对肿瘤的发生发展及相关机制有了更深一步的认识,治疗也提升至靶向治疗及免疫治疗阶段,这些药物能起到很好的治疗效果,但是由于复杂的肿瘤微环境及肿瘤的异质性,最终仍面临耐药问题;肿瘤微环境是一个复杂的综合系统,是肿瘤细胞赖以生存的环境,他介导癌细胞和间质细胞之间的相互作用,促进肿瘤发生发展,肿瘤微环境有别于正常细胞与其周围组织形成的微环境,组织缺氧、酸中毒、间质高压形成、免疫炎症反应和蛋白水解酶的产生构成了肿瘤微环境组织代谢的生物学特征[4],这种特性对肿瘤的增殖、侵袭、转移及耐药具有重要影响,肿瘤相关成纤维细胞是构成肿瘤微环境最主要的间质细胞,在肿瘤的发病机项目来源:国家自然科学基金(编号:8474392)作者单位:435199河南省新乡市,新乡医学院第一附属医院通讯作者:康小红235—0河南省新乡市,新乡医学院第一附属医院;E-mail:kxPhgd@— 制中占重要作用,其可通过释放多种生长因子、趋化因子、细胞因子,以及参与重塑细胞外基质促进肿瘤进展°〕,因此,深入了解CAFs在肿瘤中发生发展的相关机制,是靶向CAFs的前提条件,为癌症治疗提供新靶点。
乳腺癌中癌相关成纤维细胞的异质性、免疫调节及靶向治疗作用

乳腺癌中癌相关成纤维细胞的异质性㊁免疫调节及靶向治疗作用钟凤梅ꎬ黄剑(广东医科大学附属医院病理诊断与研究中心ꎬ广东湛江524001)㊀㊀DOI:10 3969/j issn 1006 ̄2084 2020 14 012基金项目:国家自然科学基金(81572610)ꎻ广东省 扬帆计划引进紧缺拔尖人才(4YF16002G)通信作者:黄剑ꎬEmail:186****3598@163.com中图分类号:R737.9㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1006 ̄2084(2020)14 ̄2765 ̄05㊀㊀摘要:肿瘤微环境的改变是恶性肿瘤生长的基础ꎬ在各进展阶段乳腺癌中均可发生ꎮ癌相关成纤维细胞(CAFs)是乳腺癌肿瘤微环境中最丰富㊁最重要的细胞ꎬ在细胞侵袭和转移㊁血管生成㊁肿瘤间质重构㊁逃避免疫监视ꎬ抗肿瘤抵抗等方面具有重要作用ꎮ然而ꎬCAFs通过肿瘤微环境与乳腺癌细胞相互联系㊁维持肿瘤微环境与肿瘤进展的相互作用㊁引起肿瘤微环境中免疫功能改变的机制尚不清楚ꎮ阐明肿瘤微环境中CAFs与乳腺癌细胞的相互作用将为乳腺癌靶向CAFs免疫治疗提供基础ꎮ关键词:乳腺癌ꎻ癌相关成纤维细胞ꎻ肿瘤微环境ꎻ肿瘤间质HeterogeneityꎬImmuno ̄RegulationandTargetedTherapyofCancer ̄AssociatedFibroblastsinBreastCancerZHONGFengmeiꎬHUANGJianPathologicalDiagnosisandResearchCenterꎬAffiliatedHospitalofGuangdongMedicalUniversityꎬZhanjiang524001ꎬChinaCorrespondingauthor:HUANGJianꎬEmail:186****3598@163.comAbstract:Thechangeoftumormicroenvironmentisthebasisofmalignanttumorgrowthꎬwhichcanoccurinallstagesofbreastcancer.Cancer ̄relatedfibroblasts(CAFs)arethemostabundantandimportantcellsinbreastcancertumormicro ̄environmentꎬwhichplayanimportantroleincellinvasionandmetastasisꎬangiogenesisꎬtumorstromalremodelingꎬimmuneevasionꎬanti ̄tumorresistanceandsoon.HoweverꎬthemechanismoftheinteractionbetweenCAFsandbreastcancercellsthroughtumormicroenvironmentꎬthemaintenanceofinteractionbetweentumormicroenvironmentandtumorprogressionꎬandthechangeofimmunefunctionintumormicroenvironmentarestillnotclear.ToclarifytheinteractionbetweenCAFsandbreastcancercellsintumormicroenvironmentwillprovideabasisforthetargetedimmunotherapyofbreastcancer.Keywords:BreastcancerꎻCancer ̄associatedfibroblastsꎻTumormicroenvironmentꎻTumorstroma㊀㊀乳腺癌组织主要由肿瘤细胞及其周围肿瘤微环境构成ꎬ肿瘤微环境中富含多种异质性细胞群体ꎬ包括癌相关成纤维细胞(cancer ̄associatedfibroblastsꎬCAFs)㊁血管内皮细胞㊁脂肪细胞㊁成纤维细胞㊁免疫细胞以及干细胞等ꎬ肿瘤微环境为乳腺癌细胞的增殖提供了充足的生存空间及营养物质[1]ꎮ肿瘤微环境可维持肿瘤干细胞的特性ꎬ还可促进慢性炎症形成㊁肿瘤血管生成㊁侵袭和转移ꎮCAFs是乳腺癌肿瘤微环境中的最主要成分ꎬ占50%~70%[2]ꎬ并作为肿瘤微环境中最丰富的间质细胞ꎬ通过分泌多种细胞因子㊁趋化因子㊁代谢物㊁蛋白酶以及细胞外基质蛋白等参与多种信号通路ꎬ实现与肿瘤细胞的相互作用ꎬ进而促进乳腺癌的发生㊁发展㊁浸润与转移ꎮCAFs能分泌多种胶原蛋白和代谢酶ꎬ重构肿瘤间质ꎬ在癌巢周围形成致密坚实的物理屏障ꎬ阻断化疗和靶向药物杀死肿瘤细胞的作用ꎮ此外ꎬCAFs分泌的多种免疫因子与免疫细胞相互作用ꎬ引起免疫微环境的改变ꎬ从而降低乳腺癌的治疗效果[3 ̄4]ꎮ基于CAFs促进癌症的生长㊁调控及重塑肿瘤微环境等方面的重要作用ꎬCAFs成为乳腺癌治疗的新靶点ꎮ现就乳腺癌中CAFs的异质性㊁免疫调节及潜在的CAFs靶向治疗作用予以综述ꎮ1㊀CAFs的异质性1971年ꎬ成肌纤维细胞在切口愈合中被首次识别ꎬ2006年被定义为可表达平滑肌肌动蛋白(α ̄smoothmuscleactinꎬα ̄SMA)的活化的成纤维细胞ꎬ即CAFsꎬ又称为肌成纤维细胞㊁肿瘤相关成纤维细胞㊁癌旁成纤维细胞或反应性成纤维细胞[5 ̄6]ꎮ光学显微镜下CAFs的形态与正常成纤维细胞(normalfibroblastsꎬNFs)相似ꎬ呈圆形㊁椭圆形㊁纺锤形ꎬ细胞核不规则ꎬ含丰富的嗜碱性细胞质ꎬ常常出现在炎细胞浸润㊁黏液样变性或纤维化间质中ꎬ亦可包围肿瘤组织呈旋涡状排列ꎬ是形成乳腺癌间质反应的主要细胞成分ꎮ电子显微镜下CAFs细胞质中含大量的弹性纤维㊁游离核糖体㊁丰富的粗面内质网以及发达的高尔基体ꎬ细胞质外围可观察到纤维连接蛋白和肌丝[7]ꎮ与肿瘤细胞一样ꎬCAFs具有高度异质性ꎬ常处于动态变化中ꎮ静息状态下ꎬ与结缔组织内NFs一样ꎬCAFs负责合成细胞外基质(extracellularmatrixꎬECM)ꎬ支持和构建组织骨架ꎬ并参与组织伤口修复和组织衰老的过程ꎻ激活状态下ꎬCAFs迁移到肿瘤间质中ꎬ且容易转化ꎬ促进乳腺癌的发展[6]ꎮ因此ꎬ通常将CAFs视为肿瘤发生发展过程中的动态变化状态ꎬ而非独立的细胞群体ꎮCAFs的异质性不仅体现在形态上ꎬ也体现在来源㊁亚群种类以及生物标志物等方面ꎮ1.1㊀CAFs来源的多样性㊀CAFs的来源主要有:①由肿瘤细胞分泌的多种因子激活肿瘤间质中静息态NFs产生ꎬ被认为是CAFs的重要来源ꎬ其机制可能是乳腺癌细胞通过旁分泌或自分泌的方式分泌某些生长因子或细胞因子[如转化生长因子(transfor ̄minggrowthfactorꎬTGF) ̄β]作用于NFsꎬ促进其分化为CAFsꎻ②由CXC趋化因子配体16刺激骨髓来源干细胞分化产生ꎬ包括骨髓间充质干细胞和造血干细胞ꎻ③由乳腺癌上皮细胞通过上皮 ̄间充质转化以及血管内皮细胞通过内皮 ̄间充质转化产生ꎻ④由血管平滑肌细胞及周细胞转化而来ꎻ⑤由人脂肪源性干细胞转化而来ꎻ⑥肿瘤间质细胞内维生素A的缺乏导致间质细胞高表达α ̄SMAꎬ诱导肿瘤间质细胞(如肝脏星形细胞)向CAFs转化[8]ꎮ1.2㊀CAFs亚群的多样性㊀在基因角度上ꎬCAFs来源的多样性决定着其亚群的多样性ꎬ虽然目前无法确切识别和分离出CAFs的具体亚群和数量ꎬ但可以通过识别CAFs表面的某些分子标志物区分CAFs亚群ꎬ探讨其生物学功能ꎮ表达α ̄SMA的CAFs亚群与肌成纤维细胞具有相同的生物学特征ꎬ可引起细胞收缩迁移和基质蛋白分泌ꎬ并通过旁分泌与肿瘤细胞相互作用[9]ꎻ表达CD146的CAFs亚群可增加乳腺癌雌激素受体的表达ꎬ提高内分泌治疗的敏感性[10]ꎻ表达CD44的CAFs亚群可激活Hedgehog信号通路促进胰岛素样生长因子2的表达ꎬ引起紫杉醇耐药[11]ꎻ表达CD10和GPR77的CAFs亚群通过补体信号激活核因子κB维持肿瘤干细胞特性ꎬ促进乳腺癌耐药[12]ꎻ表达组织相容性复合物(majorhistocompatibilitycomplexꎬMHC)Ⅱ和CD74的CAFs亚群参与调节T细胞的发育和启动[13]ꎻ表达程序性细胞死亡配体(programmedcelldeath ̄ligandꎬPD ̄L)1和PD ̄L2的CAFs亚群通过激活Toll样受体4或γ干扰素信号通路ꎬ促进肿瘤细胞逃避免疫监视[14]ꎮ总之ꎬCAFs作为肿瘤微环境中的异质性细胞群体ꎬ具有不同的子集和亚群以及不同的表型和功能ꎬ在恶性肿瘤进展中可起到抑癌或促癌的双重作用[15]ꎮ未来应从CAFs细胞㊁分子和功能方面区分CAFs亚群ꎬ细化CAFs分子标记组合ꎬ对不同组织肿瘤亚群和抗肿瘤亚群进行分类ꎬ鉴定出具有促进肿瘤特性的CAFs群体ꎬ通过识别某些特定的分子标记定义CAFs亚型ꎬ并了解它们的功能和机制ꎮ1.3㊀CAFs生物标志物多样性㊀CAFs生物学标志物的表达亦呈多样性ꎮ表达于CAFsꎬ可用于评估肿瘤预后良好的标志物有成纤维细胞活化蛋白[16]㊁基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinasesꎬMMP) ̄2㊁MMP ̄9[17]等ꎻ可用于评估肿瘤预后不良的标志物有α ̄SMA(目前临床应用最广的标志物之一)㊁平足蛋白㊁成纤维细胞特异蛋白 ̄1[18]㊁波形蛋白㊁细胞黏合素C[19]等ꎮMHCⅡ是最近新发现的CAFs生物学标志物ꎬ可能与肿瘤的免疫调节有关[13]ꎮ虽然CAFs可来源于上皮细胞和血管内皮细胞ꎬ但CAFs均不表达上皮或内皮标志物ꎬ如细胞角蛋白㊁血小板内皮细胞黏附分子(CD31和CD34)ꎮ尽管这些CAFs标志物可用于预测人类乳腺癌的预后ꎬ但由于CAFs亚群的多样性ꎬ目前尚未发现可作为乳腺癌预后独立预测因子的具体特异性标志物类型ꎮ2㊀CAFs对乳腺癌的免疫调节乳腺癌的进展受到多因素的作用ꎬ不仅是单个肿瘤细胞的克隆性增殖ꎬ亦受肿瘤间质成分的影响以及肿瘤微环境中多种信号通路的调控ꎬ其中肿瘤细胞以细胞因子㊁趋化因子㊁生长因子㊁黏附分子为传递信号与CAFs进行信息交流ꎬ共同搭建动态网络 肿瘤微环境ꎬ并共同调控肿瘤微环境中的免疫应答反应[20 ̄21]ꎮ2.1㊀CAFs对免疫细胞的调节㊀CAFs是免疫逃避的关键细胞ꎮ因其异质性以及功能的多样性ꎬ被认为CAFs可吸引间充质干细胞㊁髓源性抑制细胞㊁CD4+CD25+叉头框蛋白3+调节性T细胞等具有抑制T细胞和自然杀伤细胞(naturalkillercellꎬNK细胞)ꎬ介导各种免疫细胞亚群进入肿瘤微环境ꎬ并通过分泌某些细胞因子和(或)趋化因子抑制免疫细胞的功能ꎬ尤其是抑制调节性T细胞㊁细胞毒素T细胞㊁NK细胞㊁肿瘤相关巨噬细胞等免疫细胞的功能ꎬ促进乳腺癌的进展[21 ̄22]ꎮ一方面ꎬCAFs能够抑制效应T细胞的增殖ꎬ并通过分泌CXC趋化因子配体12ꎬ吸引CD4+CD25+T淋巴细胞进入肿瘤间质ꎬ将其转化为CD25+叉头框蛋白3+T细胞ꎬ引起三阴性乳腺癌肿瘤微环境出现免疫抑制ꎬ产生耐药ꎻ另一方面ꎬCAFs可释放一氧化氮直接抑制CD4+CD8+T细胞的增殖ꎬ并通过分泌白细胞介素 ̄4㊁白细胞介素 ̄6等引起M2型巨噬细胞数量增多ꎬ进而抑制T细胞功能[3ꎬ20ꎬ23 ̄24]ꎮ此外ꎬCAFs吸引巨噬细胞㊁中性粒细胞㊁T细胞等迁移到癌旁间质内ꎬ使其无法进入癌组织内发挥正常肿瘤免疫杀伤功能[4]ꎮ综上所述ꎬCAFs可以不同方式改变肿瘤微环境中免疫细胞的免疫功能ꎬ影响免疫应答反应ꎬ导致免疫抑制ꎮ目前对CAFs在调节免疫细胞和免疫治疗反应的作用尚不明确ꎬ需要更多研究的确定ꎮ2.2㊀CAFs重构肿瘤间质㊀ECM重构以及肿瘤间质纤维组织增生是许多实体肿瘤的特征之一[25]ꎮ正常情况下ꎬ位于实质周围的正常间质细胞ꎬ通过分泌生长因子及骨架支撑作用维持正常组织结构的完整性ꎮ血管内皮细胞和周细胞可维持血管的完整性ꎬ保证组织中氧气和营养物质的输送ꎬNFs则负责构建ECMꎬ应对结缔组织内的机械压力ꎻ当肿瘤发生后ꎬCAFs可分泌血管内皮生长因子ꎬ刺激生成丰富的肿瘤血管网ꎬ还可表达多种重构ECM物质ꎬ如Ⅰ型胶原蛋白㊁Ⅴ型胶原蛋白㊁ⅩⅣ型胶原蛋白㊁MMP㊁金属肽酶以及重构ECM分子等[24]ꎮ异常血管的生成㊁胶原蛋白的沉积以及重构的ECM共同重建肿瘤间质ꎬ在癌巢周围形成坚硬致密的 围墙 ꎬ阻断了CD8+T细胞对肿瘤细胞的攻击[3ꎬ25]ꎮCAFs产生大量的TGF ̄β诱导蛋白与其同源受体整合素β3相互作用ꎬ可抑制肿瘤特异性CD8+T细胞和F4/80巨噬细胞活化和增殖ꎻCAFs产生的TGF ̄β诱导蛋白耗竭后ꎬCD8+T细胞功能激活ꎬ进而抑制肿瘤细胞生长㊁诱导肿瘤细胞凋亡[26]ꎮCAFs分泌的细胞黏合素C通过调节巨噬细胞吞噬胶质母细胞瘤细胞的能力以及刺激胶质母瘤细胞释放炎症刺激因子ꎬ影响肿瘤微环境中免疫细胞功能[27]ꎮCAFs分泌的MMP不仅可降解正常ECM成分ꎬ还降低了NK细胞的活性ꎮ重构后的ECM可正反馈刺激间质内NFs转化为CAFs[26]ꎮ由此可见ꎬCAFs是肿瘤间质重建的主要驱动者ꎬ参与肿瘤间质重建的免疫抑制信号分子的释放大多数由CAFs分泌ꎬ并引起免疫细胞功能的改变ꎬ调节肿瘤微环境中免疫细胞的浸润ꎮ2.3㊀肿瘤代谢产物调控CAFs㊀在乳腺癌肿瘤微环境中ꎬ肿瘤细胞和肿瘤间质细胞产生的代谢物的异常积累也可促进肿瘤细胞的生长和转移ꎬ促进免疫耐受和治疗耐药[28]ꎮ高代谢情况下ꎬ肿瘤细胞摄取葡萄糖增多ꎬ以致葡糖糖相对供应不足ꎬ肿瘤细胞发生糖酵解产生乳酸引起肿瘤微环境中CAFs分泌TGF ̄βꎬTGF ̄β的增多引起磷酸烯醇丙酮酸的缺乏ꎬ进一步抑制活化T细胞的功能ꎬ促进CD4+T细胞向辅助性T细胞2表型转化ꎬ促进肿瘤微环境中免疫抑制反应的形成[4ꎬ21]ꎮ此外ꎬ由CAFs产生的免疫调节代谢物R ̄2 ̄羟戊二酸通过激活核因子κB信号通路参与免疫应答反应ꎮCAFs也是多种免疫调节代谢酶的主要来源ꎬ如环加氧酶 ̄2㊁色氨酸2 ̄3二氧酶等均可引起调节性T细胞数量增多ꎬ并抑制NK细胞㊁细胞毒性T细胞的功能[4]ꎮ最近研究发现ꎬCAFs产生的代谢酶 烟酰胺N ̄甲基转移酶(nicotinamideN ̄methyltrans ̄feraseꎬNNMT)是CAFs参与肿瘤性ECM分泌全过程的主要代谢调节剂ꎬNNMT蓄积导致S ̄腺苷蛋氨酸的耗竭和组蛋白甲基化的减少ꎬ而组蛋白甲基化与肿瘤间质中广泛基因突变有关[29]ꎮNNMT可改变卵巢高级别浆液性癌的肿瘤微环境ꎬ促进卵巢高级别浆液性癌的转移ꎬ但NNMT在乳腺癌进展及肿瘤免疫微环境改变中的作用还需要更多研究的证实ꎮ2.4㊀表面分子调控CAFs㊀正常情况下ꎬNFs可表达MHCⅠꎬ但抗原呈递CAFs可表达MHCⅡ表面分子ꎬ在肿瘤相关抗原刺激下ꎬ可诱导CD4+T细胞功能衰竭ꎬ影响肿瘤免疫微环境ꎮ目前ꎬ以MHCⅡ表面分子为调控媒介ꎬCAFs与相关抗原呈递作用的确切位点尚不清楚ꎮ某些CAFs亚群可表达激活Toll样受体4或γ干扰素信号通路的PD ̄L1㊁PD ̄L2ꎬ支持肿瘤细胞进行免疫逃避ꎮ研究显示ꎬ表面分子肿瘤坏死因子超家族成员中ꎬ共刺激分子OX40及其配体OX40L可通过OX40/OX40L信号通路激活记忆CD4+T细胞的功能ꎬ诱导CD4+CD25+T细胞进入乳腺癌肿瘤微环境中ꎮ此外ꎬ其他CAFs表面分子如双肽肽酶4㊁连接黏附分子2㊁免疫检查点B7 ̄H3㊁钙粘连蛋白11等亦可通过介导免疫细胞迁移㊁增殖㊁分化ꎬ促进肿瘤微环境形成免疫逃逸[4ꎬ23]ꎮ3㊀CAFs为乳腺癌潜在治疗靶点在乳腺癌治疗中ꎬ放疗㊁化疗㊁靶向药物治疗均通过阻断或激活某些信号通路直接抑制肿瘤细胞的增殖ꎮCAFs作为乳腺癌肿瘤微环境中调节免疫应答反应的关键细胞ꎬ可促进肿瘤细胞逃避免疫监视ꎬ形成免疫抑制微环境ꎮ仅针对肿瘤细胞治疗乳腺癌的疗效较局限ꎬ针对CAFs靶向治疗结合肿瘤微环境ꎬ采用综合性乳腺癌治疗方案是更有效的乳腺癌治疗途径ꎮ目前ꎬ可能有效的乳腺癌潜在靶向CAFs疗法有:①逆转CAFs促瘤表型成抑瘤表型ꎻ②靶向CAFs表面蛋白ꎻ③靶向促瘤型CAFs的分泌因子㊁趋化因子ꎻ④靶向促瘤CAFs亚群ꎻ⑤抑制CAFs的激活ꎻ⑥逆转CAFs成NFs[30]ꎻ⑦靶向CAFs分泌的免疫因子ꎬ恢复肿瘤微环境中NK细胞和CD8+T细胞的免疫功能[31]ꎮ基于上述理论基础ꎬ一部分靶向CAFs药物正在研发中ꎮ靶向CAFs表面的膜结合酶成纤维细胞活化蛋白可显著抑制肿瘤细胞的生长ꎻ利用肾素 ̄血管紧张素抑制剂可干扰CAFs介导的TGF ̄β信号通路ꎬ减轻免疫抑制反应并提高T细胞的细胞毒性ꎬ从而显著提高乳腺癌的免疫治疗效果[32]ꎮ然而ꎬ由于CAFs处于动态变化中ꎬ消除CAFs有时反而加速了疾病的进展ꎬ如消除CAFs可使胰腺癌出现免疫抑制ꎬ导致患者生存期缩短[33]ꎮ可见ꎬCAFs具有促瘤和抑瘤双重功能ꎬ需要选择性消除促瘤CAFs亚群ꎬ保留抑瘤CAFs亚群ꎬ阻止肿瘤细胞免疫逃逸ꎬ增加癌巢中免疫细胞的浸润数量ꎬ从而发挥细胞毒性功能ꎮ4㊀小㊀结CAFs是肿瘤微环境中具有高度异质性和强大可塑性的间质细胞群ꎬ兼具促瘤㊁抑瘤双相功能ꎬ通过调节乳腺癌肿瘤微环境中免疫细胞功能㊁重构肿瘤间质㊁以肿瘤代谢产物及表面分子为媒介影响肿瘤免疫微环境ꎬ协助癌细胞实现免疫逃逸ꎬ引起乳腺癌进展ꎮ因此ꎬ基于CAFs在免疫抑制中发挥的关键作用ꎬCAFs可作为增强乳腺癌免疫治疗的新靶点ꎮ靶向CAFs对恢复免疫监测㊁逆转肿瘤免疫抑制微环境ꎬ治疗乳腺癌尤为重要ꎮ但是ꎬ由于CAFs的生物学特性多样ꎬCAFs靶向药物的研发较复杂ꎬ未来对乳腺癌个体化㊁多元化治疗的研究多集中于CAFs靶向治疗ꎬ可提高乳腺癌化学敏感性㊁增强机体免疫细胞功能㊁减少抑制免疫信号通路的激活ꎬ对于预防性干预肿瘤免疫抑制微环境的形成ꎬ最大限度地提高乳腺癌免疫治疗的疗效具有重要意义ꎮ参考文献[1]㊀DentonAEꎬRobertsEWꎬFearonDT.StromalCellsintheTumorMicroenvironment[J].AdvExpMedBiolꎬ2018ꎬ1060:99 ̄114. 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cafs单细胞分群

cafs单细胞分群
Caf(cancer-associated fibroblasts)单细胞分群是一种用于研究肿瘤微环境中的Caf细胞异质性的技术。
Caf细胞是一种存在于肿瘤组织中的成纤维细胞类型,与肿瘤的生长、进展和治疗反应密切相关。
使用单细胞分群技术可以将Caf细胞分为不同的子群,从而揭示它们在肿瘤中的功能和表型特征。
这些技术可以基于Caf细胞的转录组、蛋白质组或表面标记等特征来进行分群。
单细胞分群的方法包括传统的层次聚类、K-means聚类和Gaussian混合模型等,也可以使用更先进的机器学习方法如t-SNE、UMAP和scPred等。
这些方法可以帮助研究人员理解Caf细胞的异质性及其在肿瘤发展中的作用。
通过Caf单细胞分群,研究人员可以鉴定不同的Caf亚型,并进一步研究它们在肿瘤中的功能和相互作用。
这有助于深入了解肿瘤微环境的复杂性,为开发针对Caf细胞的靶向治疗策略提供理论支持。
caf细胞的分类-概述说明以及解释

caf细胞的分类-概述说明以及解释1.引言1.1 概述CAF细胞,即癌相关成纤维细胞(Cancer-associated Fibroblasts),是存在于肿瘤组织中的一种非肿瘤细胞成分。
它们在肿瘤的生长、侵袭和转移过程中起着重要的调控作用。
与肿瘤细胞一起,CAF细胞构成了肿瘤微环境的重要组成部分。
CAF细胞最早在1970年代被描述,并被认为是一种纤维母细胞。
然而,随着研究的深入,人们逐渐认识到CAF细胞不仅仅是纤维母细胞的一种形态,而是具有复杂的细胞型态和多样的功能。
在肿瘤组织中,CAF细胞通常表现出增殖活性、产生细胞外基质成分、分泌生长因子和细胞因子等特征。
这些特性使得CAF细胞能够促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移,并参与到肿瘤微环境的形成与重塑中。
根据功能和分子标志物的不同,研究者对CAF细胞进行了分类。
一种常用的分类方法是将CAF细胞分为激活型和非激活型。
激活型CAF细胞在肿瘤组织中数量较多,其特点是表达增殖标志物、基质成分和细胞因子,并参与到肿瘤的生长和浸润过程中。
非激活型CAF细胞则较少见,通常定位在肿瘤组织的边缘区域,其功能和调控作用相对较弱。
除了激活型和非激活型CAF细胞的分类方法,还有一些其他的分类方法。
例如,根据表达的细胞因子和信号通路的不同,可以将CAF细胞分为炎症型、纤维化型、血管生成型等。
这些分类方法有助于我们更好地理解CAF细胞的功能和作用机制。
综上所述,CAF细胞是肿瘤微环境中的重要成分,其具有多样的细胞型态和功能。
对CAF细胞的分类研究有助于我们深入了解肿瘤微环境的复杂性,并为肿瘤治疗提供新的思路和策略。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将以以下结构展开对CAF细胞的分类进行探讨:2.正文在正文部分,将分为两个子章节对CAF细胞进行详细的分类和讨论。
这两个子章节包括:2.1 第一个子章节在第一个子章节中,将重点介绍和讨论CAF细胞的某些特定分类。
这些分类将包括:2.1.1 要点1在这个小节中,将详细介绍CAF细胞的要点1分类。
乳腺癌异质性及其临床意义
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乳腺癌异质性及其临床意义
张众;王华新;谢丰培
【期刊名称】《临床与实验病理学杂志》
【年(卷),期】2014(30)5
【摘要】1肿瘤异质性概述异质性是哺乳类动物在体内生长与体外培养细胞群表现的普遍特征。
小鼠和人类胚胎干细胞群在最佳培养条件下,由多能性与部分定向性细胞组成。
成体器官干细胞含有多种不同再生能力的细胞亚群。
干细胞的分化后代在一定条件下保持发育的可塑性。
可见,胚胎干细胞与成体干细胞既具自我更新及繁殖分化后代的共同干性,也在一定条件下表达干细胞的多能性与分化后代的可塑性,
【总页数】5页(P473-477)
【作者】张众;王华新;谢丰培
【作者单位】大连医科大学病理学教研室,大连116044;大连医科大学病理学教研室,大连116044;大连医科大学病理学教研室,大连116044
【正文语种】中文
【中图分类】R737.9
【相关文献】
1.乳腺癌异质性的研究进展及临床意义 [J], 蒋梦怡; 陆言巧; 王红霞
2.乳腺癌中癌相关成纤维细胞的异质性、免疫调节及靶向治疗作用 [J], 钟凤梅;黄剑
3.未化疗乳腺癌三维超声特征与异质性评价指标的相关性分析 [J], 卢利仁;黄斌;朱罗茜;许晓静;黄安茜;戴超超
4.未化疗乳腺癌三维超声特征与异质性评价指标的相关性分析 [J], 卢利仁;黄斌;朱罗茜;许晓静;黄安茜;戴超超
5.乳腺癌的单细胞RNA测序:了解肿瘤异质性和探索个体化治疗 [J], 丁淑宁;陈小松;沈坤炜
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成纤维细胞活化蛋白抑制剂在肿瘤诊疗中的研究进展
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成纤维细胞活化蛋白抑制剂在肿瘤诊疗中的研究进展作者:叶雨萌,周学素,田启威,薛峰峰,杨仕平来源:《上海师范大学学报·自然科学版》2022年第04期摘要:成纤维细胞活化蛋白(FAP)在90%以上的上皮性癌间质中高表达,可以作为肿瘤成像和治疗的靶点.而一些已开发的成纤维细胞活化蛋白抑制剂(FAPI),由于对肿瘤的高亲和力和高肿瘤积聚,对肿瘤的诊断和治疗具有重大意义.文章综述了近年来FAPI在肿瘤诊疗方面的研究进展,重点阐述了新型FAPI在核医学上的诊疗应用,并且从构效关系上讨论了FAPI的靶向弹头结构,增强FAPI选择性及延长肿瘤保留时间的策略,进一步推动了FAPI向临床诊疗试剂转化.关键词:成纤维细胞活化蛋白抑制剂(FAPI); 核医学影像; 放射性治疗; 构效关系中图分类号: R 817.9 文献标志码: A 文章编号: 1000-5137(2022)04-0436-07Progress in fibroblast activation protein inhibitors for cancer diagnosis and treatmentYE Yumeng1, ZHOU Xuesu1, TIAN Qiwei1,2, XUE Fengfeng2, YANG Shiping1*(1. College of Chemistry and Materials Science, Shanghai Normal University, Shanghai 200234, China; 2. Shanghai Key Laboratory of Molecular Imaging, Shanghai University of Medicine and Health Sciences, Shanghai 201318, China)Abstract: Fibroblast activation protein(FAP) is highly expressed in more than 90% of epithelial carcinoma stroma and can be used as a target for tumor imaging and therapy. Some developed FAP inhibitors(FAPI) are of great significance in the diagnosis and treatment of tumors due to their high affinity for tumors and high tumor accumulation. Herein,the research progress of FAPI in tumor diagnosis and treatment in recent years was reviewed,with an emphasis on the clinical application of novel FAPI in nuclear medicine. In addition,FAPI targeting warhead structure and the strategies of enhancing FAPI selectivity and prolonging tumor retention time were discussed from the perspective of structure-activity relationship,which further promoted the transformation of FAPI into clinical diagnosis and treatment reagents.Key words: fibroblast activating protein inhibitors(FAPI); nuclear medical imaging; radiation therapy; structure-activity relationship0 引言癌相关成纤维细胞(CAFs)是一种异质性的成纤维细胞样细胞群,在肿瘤生长、迁移、转移、重构细胞外基质、治疗抵抗和免疫抑制中发挥关键作用,同时也是肿瘤微环境结构中最丰富的一类细胞[1-2].与癌细胞相比,CAFs的基因更稳定,更不易发生治疗耐药性[3-4],是癌症诊断和治疗的理想靶细胞.成纤维细胞活化蛋白(FAP)是一种II型膜结合的丝氨酸蛋白酶[5],在CAFs中过表达,而在健康成人组织中很少表达[6].有数据统计,FAP在90%以上的上皮性癌的间质中过表达[4].而且,在直肠癌、胰腺癌、卵巢癌等恶性肿瘤中,FAP的高表达与肿瘤局部浸润增加、淋巴结转移风险增加和患者生存期下降有关[7].从FAP与肿瘤组织的相关性、调节肿瘤行为的有效性可见,FAP是一个肿瘤靶向诊疗的理想靶点.因此,根据FAP在CAFs中的高表达及自身的蛋白酶特性,研究者们已经开发了一系列成纤维细胞活化蛋白抑制剂(FAPI).FAPI能够选择性地富集在肿瘤组织中,是一种有效的肿瘤靶向试剂,并且结合各种放射性同位素,展现出应用于癌症诊疗的巨大潜能.本文作者总结了近几年FAPI在肿瘤诊疗中的研究进展,重点介绍了新型FAPI在核医学领域肿瘤成像和治疗的应用,并从构效关系上讨论了增强FAPI选择性与延长保留时间的策略.1 FAPI的类型如图1所示,根据FAPI靶向弹头的伪肽结构,FAPI主要可分为下面几种类型:硼酸吡咯类、氯甲基酮类[8]和氰吡咯类.FAPI靶向弹头起抑制作用的机理是:FAPI中可分裂的肽键被不可分裂的亲电基团取代,引起FAP催化三联体中的丝氨酸羟基进行亲核攻击[9].硼酸吡咯类抑制剂由于对与FAP相关的多种脯氨酸肽酶有亲和力,对FAP的特异性受到了限制,并且还存在化学稳定性较低的缺点[10-11].而氰吡咯类抑制剂因为具有低纳摩尔FAP亲和性和高选择性等优异性质,已成为FAPI的主流构型.2014年,一种最有效的FAPI(简称:UAMC 1110)被开发出来,如图1(d)所示,它是一种典型的氰吡咯类抑制剂.目前,氰吡咯类抑制剂中具有代表性的是FAPI-02和FAPI-04,它们在临床实验中展现出高靶向性及高应用价值.另外,已有临床研究证明,相较于传统示踪剂氟代脱氧葡萄糖(FDG),FAPI-04在对各类肿瘤患者原發及转移灶的诊断上效果更优,尤其在肝转移瘤、腹膜癌、脑肿瘤的诊断上[12].FAPI-02和FAPI-04结构相似,两者的唯一区别在于FAPI-04的氰吡咯基团经二氟修饰,这增强了FAPI-04的疏水性,提高了抑制效力、配体效率和成纤维细胞活化蛋白与脯氨酰寡肽酶的比值(FAP/PREP)水平,提高了对FAP的选择性[13].2 增强FAPI选择性与延长保留时间的策略许多已设计出来的FAPI对底物并非最佳特异性,易从体循环中被快速清除,在肿瘤中停留时间短,这限制了FAPI靶向诊断的精准性,而且不利于其在生物体内的长期跟踪.同时,较长的药物循环时间和肿瘤滞留时间是FAPI应用于放射性治疗的先决条件,所以这还阻碍了FAPI在肿瘤放疗上的应用.因此,增强FAPI对肿瘤的选择性与延长在肿瘤的保留时间就显得尤为重要.在此,总结了近年来几种常用的增强FAPI选择性与延长保留时间的策略.2.1 构建二聚体衍生物构建二聚体衍生物实质是在一个分子上同时连接2个相同的靶向药效基团,在相同的纳摩尔数上增加了药效团的数量,提高了FAPI的选择性,并且该策略易于在合成中实现,是一种增强FAPI肿瘤积聚和延长保留时间的有效策略.如EUY等[15]合成了2种方酰胺(SA)偶联的同型二聚体FAP抑制剂DOTA.(SA.FAPI)2和DOTAGA.(SA.FAPI)2,与传统的单体衍生物抑制剂相比,明显改善了肿瘤积聚和保留时间.2.2 连接强效配位基团与构建二聚体衍生物相似,在抑制剂结构上连接强配位基团也能增加药效基团的数量,从而提高FAPI的选择性.如图2所示,RUAN等[16]在抑制剂上连接强配位基团异氰酸,合成并用放射性锝标记了该含异氰化物的FAP抑制剂[99mTc][Tc-(CN-PEG4-FAPI)6]+.该络合物具有6个配位位点,在单个分子上携带了更多的药效基团,具有更高的肿瘤摄取及更好的肿瘤靶向性,是一种很有前景的肿瘤显像剂.2.3 合理选择连接基团设计合成一个有效的FAPI,不仅需要考虑分子靶向识别位点的数量,还需要考虑靶向位点作用的空间位阻.在螯合剂和药效基团之间选择更柔性的连接基团可以使药物更好地渗透到结合位点,增强FAPI的选择性.如SLANIA等[11]合成了2种新型FAPI:QCP01和[111In]QCP02,采用了灵活的线性酰胺烷基链替代原本支架结构上半刚性的哌嗪基团,结合时更好地渗透到结合位点,显示出肿瘤的高摄取率.2.4 增加体内保留基团在FAPI上增加体内保留基团,增强与生物组织的结合能力,从而获得较长的药物循环时间和延长FAPI的保留时间.如图3所示,LIN等[17]设计了以环螯合物四西坦(DOTA)为68Ga标记位点的FAP特异性体内正电子发射断层扫描(PET)示踪剂[68Ga]Ga-Alb-FAPtp-01,并在其上增加了与内源性白蛋白结合的基团4-对氯苯丁酸,以此延长药物的循环时间,增加在肿瘤病变的滞留时间,改善整体药代动力.并且这种与白蛋白的结合能力,使得PAPI能够通过内在血管或内部流体压力被稳定扩散并运输到肿瘤内.3 新型FAPI在肿瘤诊疗中的应用3.1 FAPI在肿瘤诊断中的应用在肿瘤诊断上,FAPI通过螯合不同的放射性核素,如68Ga,99mTc和18F等,进行核医学成像.目前基于FAPI的核医学成像主要包括PET影像和SPECT影像.在PET影像上,FAPI 除了在诊断原发及转移灶肿瘤上有优良的效果,在癌症的分级上也具有优势,如ROHRICH等[18]用68Ga标记的FAPI-02和FAPI-04对18例胶质瘤患者进行PET成像诊断,实现了世界卫生组织(WHO)认定的分级为II级和III/IV级的异柠檬酸脱氢酶(IDH)突变星形细胞瘤的无创区分.虽然当前68Ga标记的FAPI在成像中得到了广泛关注,但由于68Ga的半衰期较短(半衰期(t1/2)为68 min),一次只能合成少量的放射性药物,并且不利于长距离的输送,这限制了68Ga-FAPI在实际医疗的应用.然而,放射性核素18F可以大量生产,并且它的发射器普遍可用,可以满足大量患者的需求.WANG等[19]开发了一种18F标记的铝与1,4,7-三氮杂环壬烷-N,N,N-三乙酸(NOTA)螯合的Al18F-NOTA-FAPI成像探针,可以在人工操作下制备,实现高放射性的批量生产.另外,如图4所示,HU等[20]通过临床研究证明一种18F标记的新型成纤维细胞活化蛋白抑制剂[18F]FAPI-42在各種癌症患者中表现出较高的病变检出率,可以成为68Ga-FAPI-04的替代品.在SPECT影像方面,由于SPECT具有低成本和广泛使用的特点,99 mTc标记的FAPI在实际患者的影像诊断中具有较大的应用潜能.LINDNER等[21]对一系列FAPI进行了99 mTc标记和临床研究,发现FAPI-34是一个优良的SPECT显像剂,可以通过快速肿瘤摄取和身体其他部位的快速清除获得高的对比度.TRUJILLO-BENITEZ等[22]还首次用99 mTc标记了硼酸吡咯类FAPI,结果显示:该示踪剂在人血清中的放射稳定性高,对FAP具有特异性识别,实现在肿瘤的高摄取和在肾脏中的快速清除.3.2 FAPI在肿瘤治疗中的应用目前,基于FAPI特异性靶向肿瘤的作用,许多对癌症具有靶向治疗效果的药物被开发出来.FAPI在肿瘤治疗上的应用大致可分为两类:一类是在FAPI上进行放射性核素标记用于放疗;另一类是通过化学合成在FAPI上偶联化疗药物进行化疗.在放疗上,WATABE等[23]使用半衰期较长的64Cu(t1/2为12.7 h)和225Ac(t1/2为10 d)标记FAPI,研究α-疗法治疗肿瘤的效果,结果表明:放射性铜和锕标记的FAPI-04(64Cu-FAPI-04和225Ac-FAPI-04)可用于治疗高表达FAP的胰腺癌.另一方面,如图5所示,为了研究短半衰期高能量同位素,如铼(188Re)、砹(21At)和铋(213Bi)等用于肿瘤放射治疗的效果,MA等[24]用与21At 化学性质相近的131I标记了FAPI-04,为后续21At放疗试剂的开发铺平道路.治疗结果表明:该种放射药物在胶质瘤近距离放疗中具有巨大的潜力.2 增强FAPI选择性与延长保留时间的策略许多已设计出来的FAPI对底物并非最佳特异性,易从体循环中被快速清除,在肿瘤中停留时间短,这限制了FAPI靶向诊断的精准性,而且不利于其在生物体内的长期跟踪.同时,较长的药物循环时间和肿瘤滞留时间是FAPI应用于放射性治疗的先决条件,所以这还阻碍了FAPI在肿瘤放疗上的应用.因此,增强FAPI对肿瘤的选择性与延长在肿瘤的保留时间就显得尤为重要.在此,总结了近年来几种常用的增强FAPI选择性与延长保留时间的策略.2.1 構建二聚体衍生物构建二聚体衍生物实质是在一个分子上同时连接2个相同的靶向药效基团,在相同的纳摩尔数上增加了药效团的数量,提高了FAPI的选择性,并且该策略易于在合成中实现,是一种增强FAPI肿瘤积聚和延长保留时间的有效策略.如EUY等[15]合成了2种方酰胺(SA)偶联的同型二聚体FAP抑制剂DOTA.(SA.FAPI)2和DOTAGA.(SA.FAPI)2,与传统的单体衍生物抑制剂相比,明显改善了肿瘤积聚和保留时间.2.2 连接强效配位基团与构建二聚体衍生物相似,在抑制剂结构上连接强配位基团也能增加药效基团的数量,从而提高FAPI的选择性.如图2所示,RUAN等[16]在抑制剂上连接强配位基团异氰酸,合成并用放射性锝标记了该含异氰化物的FAP抑制剂[99mTc][Tc-(CN-PEG4-FAPI)6]+.该络合物具有6个配位位点,在单个分子上携带了更多的药效基团,具有更高的肿瘤摄取及更好的肿瘤靶向性,是一种很有前景的肿瘤显像剂.2.3 合理选择连接基团设计合成一个有效的FAPI,不仅需要考虑分子靶向识别位点的数量,还需要考虑靶向位点作用的空间位阻.在螯合剂和药效基团之间选择更柔性的连接基团可以使药物更好地渗透到结合位点,增强FAPI的选择性.如SLANIA等[11]合成了2种新型FAPI:QCP01和[111In]QCP02,采用了灵活的线性酰胺烷基链替代原本支架结构上半刚性的哌嗪基团,结合时更好地渗透到结合位点,显示出肿瘤的高摄取率.2.4 增加体内保留基团在FAPI上增加体内保留基团,增强与生物组织的结合能力,从而获得较长的药物循环时间和延长FAPI的保留时间.如图3所示,LIN等[17]设计了以环螯合物四西坦(DOTA)为68Ga标记位点的FAP特异性体内正电子发射断层扫描(PET)示踪剂[68Ga]Ga-Alb-FAPtp-01,并在其上增加了与内源性白蛋白结合的基团4-对氯苯丁酸,以此延长药物的循环时间,增加在肿瘤病变的滞留时间,改善整体药代动力.并且这种与白蛋白的结合能力,使得PAPI能够通过内在血管或内部流体压力被稳定扩散并运输到肿瘤内.3 新型FAPI在肿瘤诊疗中的应用3.1 FAPI在肿瘤诊断中的应用在肿瘤诊断上,FAPI通过螯合不同的放射性核素,如68Ga,99mTc和18F等,进行核医学成像.目前基于FAPI的核医学成像主要包括PET影像和SPECT影像.在PET影像上,FAPI 除了在诊断原发及转移灶肿瘤上有优良的效果,在癌症的分级上也具有优势,如ROHRICH等[18]用68Ga标记的FAPI-02和FAPI-04对18例胶质瘤患者进行PET成像诊断,实现了世界卫生组织(WHO)认定的分级为II级和III/IV级的异柠檬酸脱氢酶(IDH)突变星形细胞瘤的无创区分.虽然当前68Ga标记的FAPI在成像中得到了广泛关注,但由于68Ga的半衰期较短(半衰期(t1/2)为68 min),一次只能合成少量的放射性药物,并且不利于长距离的输送,这限制了68Ga-FAPI在实际医疗的应用.然而,放射性核素18F可以大量生产,并且它的发射器普遍可用,可以满足大量患者的需求.WANG等[19]开发了一种18F标记的铝与1,4,7-三氮杂环壬烷-N,N,N-三乙酸(NOTA)螯合的Al18F-NOTA-FAPI成像探针,可以在人工操作下制备,实现高放射性的批量生产.另外,如图4所示,HU等[20]通过临床研究证明一种18F标记的新型成纤维细胞活化蛋白抑制剂[18F]FAPI-42在各种癌症患者中表现出较高的病变检出率,可以成为68Ga-FAPI-04的替代品.在SPECT影像方面,由于SPECT具有低成本和广泛使用的特点,99 mTc标记的FAPI在实际患者的影像诊断中具有较大的应用潜能.LINDNER等[21]对一系列FAPI进行了99 mTc标记和临床研究,发现FAPI-34是一个优良的SPECT显像剂,可以通过快速肿瘤摄取和身体其他部位的快速清除获得高的对比度.TRUJILLO-BENITEZ等[22]还首次用99 mTc标记了硼酸吡咯类FAPI,结果显示:该示踪剂在人血清中的放射稳定性高,对FAP具有特异性识别,实现在肿瘤的高摄取和在肾脏中的快速清除.3.2 FAPI在肿瘤治疗中的应用目前,基于FAPI特异性靶向肿瘤的作用,许多对癌症具有靶向治疗效果的药物被开发出来.FAPI在肿瘤治疗上的应用大致可分为两类:一类是在FAPI上进行放射性核素标记用于放疗;另一类是通过化学合成在FAPI上偶联化疗药物进行化疗.在放疗上,WATABE等[23]使用半衰期较长的64Cu(t1/2为12.7 h)和225Ac(t1/2为10 d)标记FAPI,研究α-疗法治疗肿瘤的效果,结果表明:放射性铜和锕标记的FAPI-04(64Cu-FAPI-04和225Ac-FAPI-04)可用于治疗高表达FAP的胰腺癌.另一方面,如图5所示,为了研究短半衰期高能量同位素,如铼(188Re)、砹(21At)和铋(213Bi)等用于肿瘤放射治疗的效果,MA等[24]用与21At 化学性质相近的131I标记了FAPI-04,为后续21At放疗试剂的开发铺平道路.治疗结果表明:该种放射药物在胶质瘤近距离放疗中具有巨大的潜力.2 增强FAPI选择性與延长保留时间的策略许多已设计出来的FAPI对底物并非最佳特异性,易从体循环中被快速清除,在肿瘤中停留时间短,这限制了FAPI靶向诊断的精准性,而且不利于其在生物体内的长期跟踪.同时,较长的药物循环时间和肿瘤滞留时间是FAPI应用于放射性治疗的先决条件,所以这还阻碍了FAPI在肿瘤放疗上的应用.因此,增强FAPI对肿瘤的选择性与延长在肿瘤的保留时间就显得尤为重要.在此,总结了近年来几种常用的增强FAPI选择性与延长保留时间的策略.2.1 构建二聚体衍生物构建二聚体衍生物实质是在一个分子上同时连接2个相同的靶向药效基团,在相同的纳摩尔数上增加了药效团的数量,提高了FAPI的选择性,并且该策略易于在合成中实现,是一种增强FAPI肿瘤积聚和延长保留时间的有效策略.如EUY等[15]合成了2种方酰胺(SA)偶联的同型二聚体FAP抑制剂DOTA.(SA.FAPI)2和DOTAGA.(SA.FAPI)2,与传统的单体衍生物抑制剂相比,明显改善了肿瘤积聚和保留时间.2.2 连接强效配位基团与构建二聚体衍生物相似,在抑制剂结构上连接强配位基团也能增加药效基团的数量,从而提高FAPI的选择性.如图2所示,RUAN等[16]在抑制剂上连接强配位基团异氰酸,合成并用放射性锝标记了该含异氰化物的FAP抑制剂[99mTc][Tc-(CN-PEG4-FAPI)6]+.该络合物具有6个配位位点,在单个分子上携带了更多的药效基团,具有更高的肿瘤摄取及更好的肿瘤靶向性,是一种很有前景的肿瘤显像剂.2.3 合理选择连接基团设计合成一个有效的FAPI,不仅需要考虑分子靶向识别位点的数量,还需要考虑靶向位点作用的空间位阻.在螯合剂和药效基团之间选择更柔性的连接基团可以使药物更好地渗透到结合位点,增强FAPI的选择性.如SLANIA等[11]合成了2种新型FAPI:QCP01和[111In]QCP02,采用了灵活的线性酰胺烷基链替代原本支架结构上半刚性的哌嗪基团,结合时更好地渗透到结合位点,显示出肿瘤的高摄取率.2.4 增加体内保留基团在FAPI上增加体内保留基团,增强与生物组织的结合能力,从而获得较长的药物循环时间和延长FAPI的保留时间.如图3所示,LIN等[17]设计了以环螯合物四西坦(DOTA)为68Ga标记位点的FAP特异性体内正电子发射断层扫描(PET)示踪剂[68Ga]Ga-Alb-FAPtp-01,并在其上增加了与内源性白蛋白结合的基团4-对氯苯丁酸,以此延长药物的循环时间,增加在肿瘤病变的滞留时间,改善整体药代动力.并且这种与白蛋白的结合能力,使得PAPI能够通过内在血管或内部流体压力被稳定扩散并运输到肿瘤内.3 新型FAPI在肿瘤诊疗中的应用3.1 FAPI在肿瘤诊断中的应用在肿瘤诊断上,FAPI通过螯合不同的放射性核素,如68Ga,99mTc和18F等,进行核医学成像.目前基于FAPI的核医学成像主要包括PET影像和SPECT影像.在PET影像上,FAPI 除了在诊断原发及转移灶肿瘤上有优良的效果,在癌症的分级上也具有优势,如ROHRICH等[18]用68Ga标记的FAPI-02和FAPI-04对18例胶质瘤患者进行PET成像诊断,实现了世界卫生组织(WHO)认定的分级为II级和III/IV级的异柠檬酸脱氢酶(IDH)突变星形细胞瘤的无创区分.虽然当前68Ga标记的FAPI在成像中得到了广泛关注,但由于68Ga的半衰期较短(半衰期(t1/2)为68 min),一次只能合成少量的放射性药物,并且不利于长距离的输送,这限制了68Ga-FAPI在实际医疗的应用.然而,放射性核素18F可以大量生产,并且它的发射器普遍可用,可以满足大量患者的需求.WANG等[19]开发了一种18F标记的铝与1,4,7-三氮杂环壬烷-N,N,N-三乙酸(NOTA)螯合的Al18F-NOTA-FAPI成像探针,可以在人工操作下制备,实现高放射性的批量生产.另外,如图4所示,HU等[20]通过临床研究证明一种18F标记的新型成纤维细胞活化蛋白抑制剂[18F]FAPI-42在各种癌症患者中表现出较高的病变检出率,可以成为68Ga-FAPI-04的替代品.在SPECT影像方面,由于SPECT具有低成本和广泛使用的特点,99 mTc标记的FAPI在实际患者的影像诊断中具有较大的应用潜能.LINDNER等[21]对一系列FAPI进行了99 mTc标记和临床研究,发现FAPI-34是一个优良的SPECT显像剂,可以通过快速肿瘤摄取和身体其他部位的快速清除获得高的对比度.TRUJILLO-BENITEZ等[22]还首次用99 mTc标记了硼酸吡咯类FAPI,结果显示:该示踪剂在人血清中的放射稳定性高,对FAP具有特异性识别,实现在肿瘤的高摄取和在肾脏中的快速清除.3.2 FAPI在肿瘤治疗中的应用目前,基于FAPI特异性靶向肿瘤的作用,许多对癌症具有靶向治疗效果的药物被开发出来.FAPI在肿瘤治疗上的应用大致可分为两类:一类是在FAPI上进行放射性核素标记用于放疗;另一类是通过化学合成在FAPI上偶联化疗药物进行化疗.在放疗上,WATABE等[23]使用半衰期较长的64Cu(t1/2为12.7 h)和225Ac(t1/2为10 d)标记FAPI,研究α-疗法治疗肿瘤的效果,结果表明:放射性铜和锕标记的FAPI-04(64Cu-FAPI-04和225Ac-FAPI-04)可用于治疗高表达FAP的胰腺癌.另一方面,如图5所示,为了研究短半衰期高能量同位素,如铼(188Re)、砹(21At)和铋(213Bi)等用于肿瘤放射治疗的效果,MA等[24]用与21At 化学性质相近的131I标记了FAPI-04,为后续21At放疗试剂的开发铺平道路.治疗结果表明:该种放射药物在胶质瘤近距离放疗中具有巨大的潜力.2 增强FAPI选择性与延长保留时间的策略许多已设计出来的FAPI对底物并非最佳特异性,易从体循环中被快速清除,在肿瘤中停留时间短,这限制了FAPI靶向诊断的精准性,而且不利于其在生物体内的长期跟踪.同时,较长的药物循环时间和肿瘤滞留时间是FAPI应用于放射性治疗的先决条件,所以这还阻碍了FAPI在肿瘤放疗上的应用.因此,增强FAPI对肿瘤的选择性与延长在肿瘤的保留时间就显得尤为重要.在此,总结了近年来几种常用的增强FAPI选择性与延长保留时间的策略.2.1 构建二聚体衍生物构建二聚体衍生物实质是在一个分子上同时连接2个相同的靶向药效基团,在相同的纳摩尔数上增加了药效团的数量,提高了FAPI的选择性,并且该策略易于在合成中实现,是一种增强FAPI肿瘤积聚和延长保留时间的有效策略.如EUY等[15]合成了2种方酰胺(SA)偶联的同型二聚体FAP抑制剂DOTA.(SA.FAPI)2和DOTAGA.(SA.FAPI)2,与传统的单体衍生物抑制剂相比,明显改善了肿瘤积聚和保留时间.2.2 连接强效配位基团与构建二聚体衍生物相似,在抑制剂结构上连接强配位基团也能增加药效基团的数量,从而提高FAPI的选择性.如图2所示,RUAN等[16]在抑制剂上连接强配位基团异氰酸,合成并用放射性锝标记了该含异氰化物的FAP抑制剂[99mTc][Tc-(CN-PEG4-FAPI)6]+.该络合物具有6个配位位点,在单个分子上携带了更多的药效基团,具有更高的肿瘤摄取及更好的肿瘤靶向性,是一种很有前景的肿瘤显像剂.2.3 合理选择连接基团设计合成一个有效的FAPI,不仅需要考虑分子靶向识别位点的数量,还需要考虑靶向位点作用的空间位阻.在螯合剂和药效基团之间选择更柔性的连接基团可以使药物更好地渗透到结合位点,增强FAPI的选择性.如SLANIA等[11]合成了2种新型FAPI:QCP01和[111In]QCP02,采用了灵活的线性酰胺烷基链替代原本支架结构上半刚性的哌嗪基团,结合时更好地渗透到结合位点,显示出肿瘤的高摄取率.2.4 增加体内保留基团在FAPI上增加体内保留基团,增强与生物组织的结合能力,从而获得较长的药物循环时间和延长FAPI的保留时间.如图3所示,LIN等[17]设計了以环螯合物四西坦(DOTA)为68Ga标记位点的FAP特异性体内正电子发射断层扫描(PET)示踪剂[68Ga]Ga-Alb-FAPtp-01,并在其上增加了与内源性白蛋白结合的基团4-对氯苯丁酸,以此延长药物的循环时间,增加在肿瘤病变的滞留时间,改善整体药代动力.并且这种与白蛋白的结合能力,使得PAPI能够通过内在血管或内部流体压力被稳定扩散并运输到肿瘤内.3 新型FAPI在肿瘤诊疗中的应用3.1 FAPI在肿瘤诊断中的应用在肿瘤诊断上,FAPI通过螯合不同的放射性核素,如68Ga,99mTc和18F等,进行核医学成像.目前基于FAPI的核医学成像主要包括PET影像和SPECT影像.在PET影像上,FAPI 除了在诊断原发及转移灶肿瘤上有优良的效果,在癌症的分级上也具有优势,如ROHRICH等[18]用68Ga标记的FAPI-02和FAPI-04对18例胶质瘤患者进行PET成像诊断,实现了世界卫。
了解肿瘤相关细胞外基质
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了解肿瘤相关细胞外基质癌症免疫治疗的发展,特别是免疫检查点阻断疗法,在癌症治疗方面取得了重大突破。
然而,仅有不到三分之一的癌症患者能够通过癌症免疫治疗获得显著而持久的治疗效果。
在过去的几十年里,我们了解到,慢性炎症的肿瘤微环境(TME)在肿瘤免疫抑制中起主要作用。
而肿瘤相关细胞外基质(ECM)作为TME的核心成员,成为近年来的研究热点。
越来越多的研究表明,肿瘤相关ECM是获得更成功的癌症免疫治疗病例的主要障碍之一。
ECM是一种非细胞三维大分子网络,由胶原蛋白、蛋白多糖(PGs)/糖胺聚糖(GAG)、弹性蛋白、纤维连接蛋白(FN)、层粘连蛋白和其他几种糖蛋白组成。
无论是在正常组织还是在肿瘤中,基质成分和细胞粘附受体相互结合,形成了一个复杂的网络,其中存在着多种细胞。
多年来,ECM一直被认为是一种惰性的细胞支架,只为细胞提供结构。
然而在过去二十年中,人们发现了更多影响细胞生物化学和生物物理过程的功能,ECM被视为生物活性分子的储存库和结合位点。
细胞表面受体将信号从ECM传输到细胞,以调节多种细胞功能,如生存、生长、迁移、分化和免疫,这对维持正常内环境平衡至关重要。
大量研究表明,肿瘤相关ECM参与促进肿瘤细胞的生长、侵袭、转移和血管生成,而且抵抗细胞死亡和药物扩散。
因此,深入了解ECM与肿瘤免疫反应之间的关系,将有助于发挥靶向肿瘤相关ECM改善癌症免疫治疗的潜力。
细胞外基质与肿瘤细胞外基质是细胞外分泌的大分子(如胶原蛋白、酶和糖蛋白)的复杂网络,其主要功能涉及细胞和组织的结构支架和生化支持。
一般而言,ECM可分为基底膜(BM)和间质基质(IM),分别支持上皮/内皮细胞,以及底层基质室和细胞周膜。
周围ECM的降解是浸润性癌生长的重要组成部分,更重要的是,ECM的降解伴随着不同肿瘤特异性ECM的沉积,导致密度和硬度的增加。
基底膜由胶原、层粘连蛋白、PGs和FN组成,位于薄壁组织和结缔组织之间的界面,为薄壁细胞提供锚定片状层,以便将其固定在一起,防止其撕裂。
肿瘤相关成纤维细胞在乳腺癌中的研究进展
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肿瘤相关成纤维细胞在乳腺癌中的研究进展
牛喜梅;王爱玲;马颖颖;黄国福;冷晓玲
【期刊名称】《医学综述》
【年(卷),期】2022(28)4
【摘要】乳腺癌是一种具有异质性的全身性疾病。
已知肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)是肿瘤微环境中最重要的异质细胞群,其与乳腺癌的进展呈正相关。
CAFs存在多种表型和功能性群体,这可能与其自身高度的异质性有关。
作为肿瘤微环境的重要组成部分,CAFs在乳腺癌进展中起主导作用。
CAFs通过分泌多种细胞因子及外泌体参与上皮-间充质转化及细胞外基质重构,也可通过激活多种相关信号通路促进乳腺癌细胞的代谢、生长、侵袭、进展、转移和耐药等,因此以CAFs为靶标进行抗肿瘤治疗具有良好的应用前景。
【总页数】6页(P700-705)
【作者】牛喜梅;王爱玲;马颖颖;黄国福;冷晓玲
【作者单位】新疆医科大学第五附属医院肿瘤内科;新疆医科大学第三附属医院超声科
【正文语种】中文
【中图分类】R737.9
【相关文献】
1.肿瘤相关成纤维细胞在乳腺癌进程和治疗中作用研究进展
2.肿瘤相关成纤维细胞在乳腺癌进程和治疗中作用研究进展
3.肿瘤相关成纤维细胞在肿瘤化疗耐药中的
研究进展4.肿瘤相关成纤维细胞在肿瘤化疗耐药中的研究进展5.肿瘤相关成纤维细胞在肿瘤免疫抑制中的作用及其应用研究进展
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肿瘤相关成纤维细胞异质性
前面我们在什么,你想要的单细胞亚群比
例太少了?这个教程里面提到了如果Cancer-
associated fibroblasts (CAFs) 细胞比例太少
了但是它又是我们的研究目标,就可以实验手
段重新富集它,再做一次单细胞数据。
具体来龙去脉大家可以自行阅读发表于2020的文章,标题是:《Single-cell transcriptomic architecture and intercellular crosstalk of human intrahepatic cholangiocarcinoma》,数据集在;/geo/query/acc.cgi?acc=GSE138709
现在,我们一起解读一下研究者们二次富集后的Cancer-associated fibroblasts (CAFs) 细胞的异质性!
首先看正文描述:2,941 high-quality fibro- blasts that were clustered into 6 subpopulations, of which 5 fibroblast clusters (subcluster 0, 1, 2, 3, 4) were mainly enriched in ICC tissues, whereas subcluster 5 was mainly present in adjacent tissues 可以看到Cancer-associated fibroblasts (CAFs) 细胞的各个亚群基本上都在癌症和癌旁两个分组里面都是存储,除了 subcluster 5 这个比例本来就是超级低的亚群是特异性的存在于癌旁分组里面。
分群和分组比例
这个时候,跟前面的:肿瘤样品的单细胞需要提取上皮细胞继续细分教程类似,也是通过标记基因,生物学功能数据库注释,转录因子分析来对每个亚群进行细致性的探索。
首先看看这个 Cancer-associated fibroblasts (CAFs) 细胞的各自高表达量特异性标记基因:
各自高表达量特异性标记基因
可以看到,区分度还挺好的,也展现了每个细分的fibroblast 亚群的各自的top3基因,进行了生物学描述如下:
•Subcluster 0 fibroblasts accounted for the majority of the fibroblast populations (57.6%) and were characterized by microvasculature signature genes such as CD146 (MCAM), MYH11, GJA4, and RGS5, as well as inflammatory chemokines such as IL-6 and CCL8 (Fig. 4E). Thus, we designated them as vascular CAFs(vCAFs, vCAFs-c0-MCAM). Gene ontology (GO) analysis of vCAFs indicated significant enrichment for muscle contraction, response to hypoxia, and mesenchymal cell prolif- eration, consistent with their microvascular signatures (Fig. 4F).
•Subcluster 1 fibroblasts expressed low levels of a-SMA but high levels of extracellular matrix (ECM) signatures, including collagen molecules (COL5A1, COL5A2, and COL6A3), periostin (POSTN), FN1, LUM, DCN, and VCAN. Interestingly, the GO terms enriched for this subtype were associated with ECM and collagen fibril organization, so we accordingly designated them as matrix CAFs(mCAFs, mCAFs–c1–POSTN, Fig. 4E, F). Like mCAFs–c1–POSTN,
•Subcluster 2 fibroblasts expressed low levels of a-SMA but high levels of FBLN1, IGFI, CXCL1, IGFBP6, SLPI, SAA1, and complement genes (C3 and C7). In addition, the GO terms enriched for this Subcluster were related to ECM, inflammatory response regulation, and complement activation, indicating that this Subcluster may engage in immune modulation. Accordingly, fibroblasts in this Subcluster were named inflammatory CAFs (iCAFs, iCAFs–c2–FBLN1; Fig. 4E, F). Consistent with a previous report of mouse KPC tumors (Kras+/LSL-G12D; Trp53+/LSL- R172H; Pdx1-Cre) and human pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC),25 we found that
•Subcluster 3 fibroblasts expressed major histocompatibility complex II (MHC-II) genes such as CD74, HLA- DRA, and HLA-
DRB1. Moreover, the GO terms enriched in this Subcluster were related to leukocyte cell-cell adhesion, response to IFN-c, antigen processing, and antigen presentation via MHC- II; we therefore termed them antigen-presenting CAFs(apCAFs, apCAFs–c3–CD74; Fig. 4E, F).
•Subcluster 4 fibroblasts mainly expressed epithelium-specific marker genes such as KRT19, KRT8, and SAA1, which we designated as EMT-like CAFs (eCAFs, eCAFs–c4–KRT19; Fig. 4D). Finally,
•Subcluster 5 fibroblasts were mainly derived from adjacent tissues and expressed high levels of lipid metabolism and processing related genes, including APOA2, FABP1, FABP4, and FRZB, therefore, we named them lip- ofibroblast–c5–FABP1 (Fig. 4D).
很完美的生物学解释,:
•Subcluster 0 被作者定义为vascular CAFs,高表达 GJA4, and RGS5 等
•Subcluster 1 被作者定义为matrix CAFs,高表达 LUM, DCN, and VCAN等
•Subcluster 2 被作者定义为inflammatory CAFs,高表达 complement genes (C3 and C7). 等
•Subcluster 3 被作者定义为antigen-presenting CAFs,高表达CD74, HLA- DRA, and HLA-DRB1 等
•Subcluster 4 被作者定义为EMT-like CAFs,高表达 KRT19, KRT8 等
•Subcluster 5 被作者定义为lip- ofibroblast–c5–FABP1,高表达APOA2, FABP1, FABP4, and FRZB等
如果以我浅薄的生物学背景,我会认为Subcluster 0 其实是pericyte,而 Subcluster 2和3都是免疫功能性CAF,而 Subcluster 4 干脆就是上皮细胞了,Subcluster 5 我也不会认为它是CAF。
不过,这个文章毕竟不是我来操刀,我们还是尊重作者的生物学故事啦:
各个亚群特异性基因的生物学功能
可以看到,这个Cancer-associated fibroblasts (CAFs) 细胞虽然跟跟前面的:肿瘤样品的单细胞需要提取上皮细胞继续细分教程类似,但是很明显简单太多了,没有gsea或者gsva也没有转录因子分析,也没有拟时序分析!。