炎症细胞因子在转移性休眠诱导与唤醒中的关键作用：乳腺癌研究新突破

为探究转移性休眠机制，研究人员以乳腺癌为模型，发现 T 细胞、IFNγ和 IL-17A 等在其中的关键作用，意义重大。

在癌症研究领域，转移性癌症一直是医学界的一大难题。许多癌症患者在切除原发肿瘤后，仍会出现癌症复发转移的情况，这背后的关键机制便是转移性休眠（metastatic dormancy）。转移性休眠指的是从原发肿瘤脱离并播散到远处器官的癌细胞（disseminated cancer cells，DCCs），在远处器官中可以处于静止状态并存活很长时间 。目前，大部分关于转移的研究集中在侵袭性和快速转移的癌症上，对于转移性休眠的机制却知之甚少。而且，约三分之二的乳腺癌相关死亡发生在切除原发肿瘤 5 年之后，这表明休眠癌细胞的觉醒机制亟待探索，因此开展相关研究迫在眉睫。

来自苏黎世大学（University of Zurich）的研究人员针对这一问题展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cell Reports》上，为转移性休眠机制的研究带来了新的突破。该研究表明，转移性休眠的诱导、维持和唤醒有着不同的调控机制，这一发现对于理解癌症转移和开发新的治疗策略具有重要意义。

研究人员在该项研究中使用了多种关键技术方法。在动物实验方面，利用 BALB/cJRj 小鼠构建乳腺癌转移模型，通过对小鼠进行各种处理，观察肿瘤的生长和转移情况。细胞实验技术上，运用 CRISPR/Cas9 技术构建 Ifngr1 基因敲除的细胞系，以此研究 IFN_γ对癌细胞的直接作用。还借助高维流式细胞术（flow cytometry）对肿瘤内和肺内的免疫细胞进行分析，探究细胞的表型和功能。

研究结果如下：

• 转移性休眠的诱导需要 CD4⁺T 细胞的辅助：研究人员利用 4T07 乳腺癌模型，该模型中癌细胞会从原发肿瘤扩散到肺部并处于静止状态。为研究 CD4⁺T 细胞在转移性休眠诱导中的作用，他们在 CD8⁺T 细胞启动前和启动过程中耗尽 CD4⁺T 细胞，之后对肺转移负荷进行量化。结果发现，缺乏 CD4⁺T 细胞的小鼠肺部转移负担明显更高，这表明 CD4⁺T 细胞是诱导转移性休眠所必需的。进一步研究发现，CD4⁺T 细胞主要通过促进产生 IFN_γ的 CD8⁺T 效应细胞的发育来诱导休眠，而非直接发挥保护作用。
• 癌细胞感知 IFN_γ可诱导转移性休眠：为确定 IFN_γ是直接作用于癌细胞还是通过其他细胞间接发挥作用，研究人员构建了 IFN_γR1 缺陷的 4T07-LZ 细胞。实验显示，与对照肿瘤相比，IFN_γR1 缺陷的肿瘤从第 14 天开始大多出现体积减小，且肺部含有更多的 DCCs。这表明癌细胞对 IFN_γ的感知有助于转移性休眠的维持，IFN_γ是 CD8⁺T 细胞诱导乳腺癌转移性休眠的主要驱动因素。
• T 细胞和 NK 细胞对转移性休眠的维持并非必需：研究人员在确定 T 细胞在诱导转移性休眠中的重要作用后，进一步评估其在维持休眠中的作用。他们在切除原发肿瘤后，对 T 细胞和 NK 细胞进行耗尽处理，随后分析肺部是否出现转移爆发。结果发现，无论是单独耗尽 CD4⁺或 CD8⁺T 细胞，还是同时耗尽这两种细胞，甚至耗尽 NK 细胞，都不会导致肺部转移爆发或增加 DCCs 的数量。这表明 T 细胞和 NK 细胞对于转移性休眠的维持是可有可无的。
• LPS 诱导的炎症可唤醒休眠癌细胞：基于前面的研究结果，研究人员推测休眠的癌细胞可能需要刺激才能觉醒，于是使用脂多糖（LPS）这一炎症刺激物进行实验。他们在切除原发肿瘤后，反复给小鼠鼻内注射 LPS，并在最后一次注射后的不同时间点分析肺部的转移情况。结果发现，LPS 处理的小鼠肺部 DCCs 数量在注射后显著增加，且更多的 DCCs 进入增殖状态。这表明 LPS 诱导的炎症能够唤醒休眠的癌细胞。
• IL-17A 介导休眠癌细胞的唤醒：研究人员发现 LPS 处理的小鼠肺部炎症分子中，IL-17A 的浓度升高，因此聚焦于 IL-17A 的作用研究。他们通过静脉注射编码 IL-17A 的 mRNA，发现接受 IL-17A mRNA 处理的小鼠肺部 4T07-mCh 细胞数量明显增加，且更多的 DCCs 表达 Ki67，表明癌细胞发生了增殖。这证实了 IL-17A 是唤醒休眠 DCCs 的关键介质。
• LPS 促进肺部 Th17 细胞的分化：为探究 LPS 诱导炎症后 IL-17A 的来源，研究人员对接受 PBS 或 LPS 处理的小鼠肺部进行分析。结果发现，LPS 能显著诱导 CD4⁺和 CD8⁺T 细胞产生 IL-17A，且 LPS 处理后，CD4⁺T 细胞中表达 RORγt 的 Th17 细胞亚群频率显著增加，其中 Cluster 3 中 IL-17A 表达最高且在 LPS 条件下显著富集。这表明 LPS 促进了 CD4⁺T 细胞向 Th17 细胞表型分化，并触发其产生 IL-17A。

在研究结论和讨论部分，该研究首次明确了 CD4⁺T 细胞和 IFN_γ在诱导乳腺癌肺部转移性休眠中的关键作用，同时发现炎症刺激物 LPS 可通过增加 IL-17A 的浓度来唤醒休眠癌细胞，且 IL-17A 主要由 Th17 细胞产生。这些发现为理解转移性休眠的机制提供了重要依据。不过研究也存在一定局限性，比如未探究 IL-17A 唤醒癌细胞的具体机制，也不确定其是否为唯一的唤醒因子，且仅使用了一种小鼠乳腺癌细胞系进行研究。尽管如此，该研究依然为癌症转移研究开辟了新方向，有望推动针对转移性癌症的治疗策略开发，例如未来或许可以通过调控 T 细胞功能或阻断 IL-17A 信号通路来预防和治疗癌症转移，为攻克转移性癌症带来新的希望。