综述:揭秘胶质瘤 “帮凶”:肿瘤微环境基质细胞与靶向治疗新希望

时间:2025年2月22日
来源:Cancer Cell International

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为解决胶质瘤治疗难题,作者[第一作者单位] 研究人员开展肿瘤微环境基质细胞对胶质瘤影响的研究。结果发现基质细胞在胶质瘤发展中作用关键且有对应靶向药物。推荐阅读,助您了解胶质瘤治疗新方向。

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胶质瘤(glioma),这个名字听起来或许有些陌生,但它却是成年人中枢神经系统中最常见的原发性恶性肿瘤。它就像隐藏在大脑里的 “定时炸弹”,有着极高的死亡率、极低的治愈率和高复发率。其中,多形性胶质母细胞瘤(GBM)更是胶质瘤中最恶性的亚型。目前,针对 GBM 患者的标准治疗方法是最大限度的手术切除,再加上放疗和化疗。然而,现实却很残酷,只有一小部分患者能从这种标准治疗中获益。

在探索治疗胶质瘤的道路上,科学家们发现肿瘤微环境(TME)对肿瘤的发生和发展有着重要作用。肿瘤微环境就像是肿瘤细胞的 “秘密基地”,它主要由肿瘤细胞、外周血管、细胞外基质、信号分子、基质细胞和免疫细胞组成。在这个 “基地” 里,基质细胞的作用逐渐成为了当前研究的焦点。传统的胶质瘤研究和药物治疗大多把目光聚焦在肿瘤细胞本身,而近年来的研究却发现,针对肿瘤微环境中的基质细胞,也能调控 GBM 中肿瘤的进展。

为了更深入地了解基质细胞在胶质瘤中的作用,作者[第一作者单位] 的研究人员在《[期刊原文名称]》上发表了《[论文原文标题]》这篇论文。他们通过研究得出结论:肿瘤微环境中的神经元、神经胶质细胞、血管内皮细胞和周细胞等基质细胞,在胶质瘤的发生、发展过程中扮演着重要角色,并且针对这些基质细胞的不同分子途径,有相应的靶向药物,这为胶质瘤的治疗和预后提供了新的思路。这一研究意义重大,它为未来开发针对胶质瘤微环境中基质细胞的特异性药物奠定了基础,有望给胶质瘤患者带来新的希望。

在这项研究中,研究人员运用了多种技术方法。他们通过细胞培养实验,观察不同细胞之间的相互作用;利用分子生物学技术,研究相关基因和蛋白的表达变化;还借助动物实验,进一步验证在体内环境下基质细胞对胶质瘤的影响 。

下面让我们一起来看看具体的研究结果:

靶向胶质瘤 TME 中的神经元


研究发现,神经元就像胶质瘤细胞的 “帮凶”。它能通过释放细胞因子和生长因子,促进胶质瘤细胞的增殖。比如神经生长因子(NGF),它通常是神经元释放出来促进神经系统细胞存活和发展的,但在胶质瘤的微环境中,它却和胶质瘤细胞表面的 NGF 受体结合,激活了下游的 RAS - MAPK 和 PI3K - AKT 信号通路,使得胶质瘤细胞疯狂增殖。还有血管内皮生长因子(VEGF)和白细胞介素 - 6(IL - 6),也在神经元的作用下,为胶质瘤细胞提供充足的血液供应,帮助它们不断壮大。不仅如此,神经元还能增强胶质瘤细胞的侵袭能力,通过细胞粘附分子和细胞外基质分子的相互作用,促进胶质瘤细胞向周围组织渗透。

目前,针对神经元的靶向治疗药物还在探索阶段。一些化学化合物,如 NGF 受体抑制剂 TrkA 抑制剂,在早期研究中展现出了一定的抗肿瘤活性,像 LOXO - 101(Larotrectinib)这种针对 Trk 基因融合肿瘤的药物,已经进入临床试验阶段。还有能抑制神经元分泌 IL - 6 的 SC - 514,以及针对谷氨酸受体和乙酰胆碱受体的药物,也都在研究中。

靶向胶质瘤 TME 中的神经胶质细胞


神经胶质细胞在胶质瘤的发展中也 “贡献” 不少。其中,星形胶质细胞(astrocytes)是中枢神经系统中最常见的胶质细胞,它能和胶质瘤细胞相互连接,构建起一个复杂的网络,为胶质瘤提供结构支持。不仅如此,它还和胶质瘤细胞存在能量代谢上的交互,通过 L - 谷氨酰胺(Gln)—L - 谷氨酸(Glu)代谢池,促进胶质瘤细胞的增殖。而且,星形胶质细胞还参与了胶质瘤的血管生成和免疫反应调节,对胶质瘤的发展起到了推波助澜的作用。

少突胶质细胞(oligodendrocytes)虽然比星形胶质细胞小,但在胶质瘤的发展中也有自己的 “戏份”。它参与了胶质瘤中异常血管的形成,同时还能清除细胞外的有毒物质,参与免疫调节。不过,在复杂的肿瘤微环境中,它的免疫调节功能可能会受到限制。

小胶质细胞(microglia)作为神经组织中唯一源自中胚层的细胞,在胶质瘤的发展过程中也不甘示弱。它能释放炎症介质,招募和激活其他免疫细胞,参与炎症反应。这个炎症反应对胶质瘤的影响很复杂,有时候会促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和血管生成,有时候又能起到一定的抑制作用。在不同级别的胶质瘤中,小胶质细胞的作用也有所不同,在低级别胶质瘤中,它能分泌促进胶质瘤细胞增殖的因子;在高级别胶质瘤中,它又会极化为 M1 或 M2 巨噬细胞,M1 巨噬细胞能抑制肿瘤细胞增殖,而 M2 巨噬细胞则会促进肿瘤的发生和发展。此外,小胶质细胞还能分泌多种细胞因子,调节胶质瘤细胞的生长和迁移。

室管膜细胞(ependymal cells)和胶质瘤细胞之间也有着复杂的相互作用。它能为胶质瘤提供肿瘤干细胞,调节胶质瘤的微环境,甚至参与肿瘤的免疫逃逸过程。这使得室管膜细胞成为了胶质瘤治疗的新靶点。

目前针对神经胶质细胞的治疗药物大多还处于实验研究和临床试验阶段。比如利用重组技术开发的表达重组肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)的星形胶质细胞,能有效诱导胶质瘤细胞凋亡。还有像 AMD3100 这种 CXCR4 的小分子抑制剂,能增强胶质瘤细胞的放射敏感性;CSF - 1 受体抑制剂可以提高胶质瘤小鼠的存活率;一些抗生素,如两性霉素 B 和米诺环素,也在研究它们对胶质瘤的治疗效果。

靶向胶质瘤 TME 中的血管内皮细胞


血管内皮细胞(VEC)在胶质瘤的微环境中数量众多,它和胶质瘤细胞之间有着千丝万缕的联系。胶质瘤细胞会分泌血管紧张素,激活血管内皮细胞上的血管紧张素受体和血管内皮生长因子受体(VEGFR),促进血管生成,为胶质瘤细胞提供充足的营养。VEGF 也是促进血管生成的重要因子,它能激活下游的 PI3K 和 PKB/Akt 等信号通路,让血管内皮细胞不断增殖、迁移,形成新的血管,同时还能增加血管的通透性,让更多的营养物质进入肿瘤组织。

不仅如此,血管内皮细胞还能通过多种方式调节胶质瘤细胞的生长。比如,整合素在维持血管内皮细胞和胶质瘤细胞的连接中起到重要作用,它参与调节血管内皮细胞的迁移、血管生成和通透性,影响着胶质瘤的生长、侵袭和转移。还有乳酸穿梭机制,血管内皮细胞通过单羧酸转运蛋白(MCT)将乳酸运输给胶质瘤细胞,影响其代谢过程。而且,胶质瘤干细胞(GSC)和血管内皮细胞之间存在一个特殊的微环境 —— 血管周围龛(PN),这个 “小天地” 对维持 GSC 的干细胞状态、促进其增殖、侵袭和转移都有着重要作用。

针对血管内皮细胞的靶向治疗,研究人员也有不少发现。血管紧张素抑制剂(ASI)能干扰血管紧张素系统,抑制胶质瘤细胞的生长和血管内皮细胞的增殖。像 MEDI3617 这种中和抗体,就能有效降低肿瘤负荷。干扰素 - β(IFN - β)可以下调 VEGF 通路,抑制胶质瘤的血管生成。还有针对血管内皮细胞和胶质瘤细胞连接结构的药物,如整合素抑制剂西仑吉肽(Cilengitide),能破坏它们之间的连接,抑制肿瘤的发展。MCT1 抑制剂 AR - C155585,也能通过抑制乳酸摄取,抑制血管生成和肿瘤细胞增殖。

靶向胶质瘤 TME 中的周细胞


周细胞也是胶质瘤微环境中的重要成员,不同来源的周细胞都参与了胶质瘤的发生和发展。内源性周细胞在胶质瘤微环境和肿瘤周围脑组织中都会被激活,它们会迁移到肿瘤血管壁,参与肿瘤血管的形成。研究发现,超过一半的 PDGFR - β 阳性周细胞来自宿主神经系统。

胶质瘤干细胞(GSCs)可以分化为周细胞,这些周细胞不仅参与构建血脑屏障(BTB),让化学药物难以进入肿瘤组织,还能为肿瘤血管提供支持。间充质干细胞(MSC)也能在胶质瘤中分化为周细胞,参与肿瘤血管的形成。而且,胶质瘤细胞在一定条件下也能转化为周细胞,这种转化的周细胞具有免疫抑制功能,帮助肿瘤细胞逃避免疫系统的攻击。另外,神经嵴干细胞(NCSCs)来源的周细胞也参与了胶质瘤的血管生成,不过具体机制还不太清楚。

目前针对周细胞的直接靶向化学药物研究相对较少。伊布替尼(Ibrutinib)可以靶向调节周细胞,抑制血脑屏障的形成,提高化疗药物的疗效。还有一些药物,如 VEGFR 抑制剂贝伐单抗(Bevacizumab)和舒尼替尼(Sunitinib),可以通过抑制血管生成,间接影响周细胞。TGF - β 信号通路抑制剂,如尼罗替尼(Nilotinib)和卡培他滨(Capecitabine),能调节周细胞和血管内皮细胞的相互作用。研究还发现,周细胞表达的一些蛋白质,如骨膜蛋白和 HMGA2,和胶质瘤的进展相关,有望成为新的治疗靶点。

总的来说,这项研究全面地揭示了肿瘤微环境中不同基质细胞在胶质瘤发生、发展过程中的作用机制,并且找到了相应的靶向治疗药物。这一研究成果意义非凡,它让我们对胶质瘤的认识上升到了一个新的高度,为后续开发更有效的治疗方法提供了重要的理论依据。未来,科学家们可以根据这些发现,进一步优化现有的治疗方案,或者开发出全新的靶向药物,让胶质瘤患者能有更多的治疗选择,提高他们的生存几率和生活质量。相信在科学家们的不断努力下,攻克胶质瘤这一难题不再是遥不可及的梦想。

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