癌相关成纤维细胞在胰腺癌中的作用
- 格式:docx
- 大小:29.55 KB
- 文档页数:4
-2802-中国免疫学杂志2020年第36卷doi:10.3969/j.issn.1000484X.2020.22.023CAF的分泌组学在免疫联合疗法中的应用①张梦琰石然何敬东(南京医科大学附属淮安第一医院,淮安223300)中图分类号R730.51文献标志码A文章编号1000-484X(2020)22-2802-07[摘要]癌相关成纤维细胞(CAF)是肿瘤微环境中最丰富的细胞群,在肿瘤进展中起着至关重要的作用。
CAF在肿瘤微环境中能分泌一些趋化因子,如IL$、Chi3L1、SDF-1、CXCL12,这些因子通过旁分泌作用促血管生成、肿瘤侵袭及转移。
这些因子不仅影响肿瘤免疫,还在肿瘤微环境中协助肿瘤细胞进行免疫逃逸,从而促进肿瘤进展和免疫耐受等。
近年来,免疫检查点抑制剂在部分肿瘤晚期患者中应用,取得了较好的临床效果,部分患者得以长期存活。
因此,靶向肿瘤微环境中特定的分泌因子与免疫检查点抑制剂联合应用,成为了研究的热点。
本文综述了CAF的分泌组学及生物学功能的研究进展,并阐述其临床应用前景和面临的现实挑战。
[关键词]癌相关成纤维细胞;分泌组学;趋化因子;免疫治疗;联合治疗Application of secretory omics of CAF in immune combination therapyZHANG Meng-Yan,SHI Ran,HE Jzng-Dong.The Affiliated Huaian No.1Peaple's Hospital of Nanjing Medical University,Huaian223300,China[Abstract]Cancer-associated fibroblasts(CAF)are the most abundant cells in tumor microenvironment and play a crucial role in tumor progression.CAF can secrete some chemokines in tumor microenvironment,such as IL-6,Chi3L1,SDF-1and CXCL12,which promote angiogenesis,tumor invasion and metastasis through paracrine.These factors not only affect tumor immunity,but also assist tumor cells in immune escape in tumor microenvironment,thus promoting tumor progression and immune tolerance.In recent years,im- munocheckpoint inhibitors have been used in some patients with advanced tumor,and achieved good clinical results,and some patients survived for a long time.Therefore,targeting specific secretory factors in tumor microenvironment and the combined application of immunocheckpoint inhibitors has become a research hotspot.In this paper,the research progress of secretory omics and biological functions of CAF are researched,and the clinical application prospect and realistic challenges are expounded.[Key words]Cancer-associated fibroblasts;Secretory omics;Chemokines;Immunotherapy;Combination therapy肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)是一个复杂的组织环境,包括细胞外基质(extracellular matrix,ECM)和各种类型的基质细胞,如巨噬细胞、炎性细胞、癌症相关成纤维细胞(cancer-associated fibroblasts,CAF)和间充质干细胞[1-4]。
成纤维细胞活化蛋白α在肿瘤诊治中的作用摘要】成纤维细胞活化蛋白α(FAP-α)是一种丝氨酸蛋白酶,在肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)中过表达,本文概述了该酶在的生物学特性及其在肿瘤诊治中的应用。
【关键词】CAFs,FAP-α,肿瘤[ 中图分类号 ]R2[ 文献标号 ]A[ 文章编号 ]2095-7165(2018)17-0317-02肿瘤相关成纤维细胞(carcinoma associated fibroblasts,CAFs)是肿瘤微环境的重要组成成分。
研究发现CAFs通过分泌各种生长因子、细胞因子、趋化因子等促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移(1)。
Orinmo等人的研究发现通过皮下注射植入混合了乳腺肿瘤细胞株(MCF-7)和CAFs的小鼠其肿瘤的生长速度快于注射了MCF-7和正常纤维母细胞的小鼠(2)。
当乳腺癌细胞株与正常纤维母细胞培养时,E-cadherin、上皮粘附分子的表达高于乳腺癌细胞株单独培养组,而乳腺癌细胞株与CAFs培养组E-cadherin是下调的,由此可见CAFs参与了肿瘤的侵袭及转移(3)。
Teicher等研究发现乳腺癌的体内的化疗药物抵抗现象不能在体外的肿瘤细胞药物实验所模拟(4,5)。
Jain等人认为细胞外基础包括血管和间质成分是阻挡化疗药物作用肿瘤细胞屏障(4)。
研究认为肿瘤的抗药性不仅和肿瘤细胞自身的原发性或继发性的基因改变有关,还和肿瘤微环境有关。
最近的研究发现CAFs与肿瘤耐药性相关(6-8)。
Straussman等研究发现CAFs通过分泌肝细胞生长因子(HGF),诱导了黑色素瘤细胞株对RAF拮抗剂PLX4720的耐药(7)。
成纤维细胞活化蛋白α(fibroblast activation protein-α,FAP-α)是一种丝氨酸蛋白酶,是具有760个氨基酸的跨膜蛋白,其基因定位于2q23(9)。
FAP-α特征性的表达于CAFs中,而在正常组织的成纤维细胞不表达(10,11)。
!L"!系统免疫炎症指数与胰腺癌预后的相关性周发权1,2,陈 师3,孙红玉2,汤礼军21川北医学院临床医学院,四川南充637000;2中国人民解放军西部战区总医院普通外科,成都610083;3四川大学灾后重建与管理学院,成都610207摘要:炎症广泛参与肿瘤的发生与发展,对胰腺癌进展起着至关重要的作用。
同时炎性细胞是构成肿瘤微环境的一部分,在促进肿瘤细胞的增殖和侵袭性转移起着关键作用。
近年来,越来越多的研究探讨以中性粒细胞、淋巴细胞和血小板为基础的系统免疫炎症指数与恶性肿瘤患者预后的关系,其中也包括对胰腺癌的研究。
本文通过阐述系统免疫炎症指数与胰腺癌患者预后的关系,为制订适当的胰腺癌治疗策略提供参考。
关键词:胰腺肿瘤;系统免疫炎症指数;预后基金项目:国家临床重点专科建设基金资助项目(41732113)Correlationofsystemicimmune-inflammationindexandpancreaticcancerprognosis,recentresearchprogressZHOUFaquan1,2,CHENShi3,SUNHongyu2,TANGLijun2.(1.CollegeofClinicalMedical,NorthSichuanMedicalCollege,Nanchong,Sichuan637000,China;2.ThePLACenterofGeneralSurgery,GeneralHospitalofWesternTheaterCommand,Chengdu610083,China;3.InstituteforDisasterManagementandReconstruction,SichuanUniversity,Chengdu610207,China)Correspondingauthor:TANGLijun,tanglj2016@163.com(ORCID:0000-0001-6000-9515)Abstract:Inflammationisassociatedwithcancerdevelopmentandplaysacrucialroleinpancreaticcancerprogression.Inflammatorycellinfiltrationinthetumorlesionisapartofthetumormicroenvironment,whichcouldpromotetumorcellproliferation,invasion,andmetasta sis.Recentlydevelopedsystemicimmune-inflammationindex(SII)basedonlevelofneutrophils,lymphocytes,andplateletswasusedtopredictprognosisofcancerpatients,includingpancreaticcancerpatients.Thisreviewsummarizedanddiscussedrecentresearchprogressoncorrelationofsystemicimmune-inflammationindexandpancreaticcancerprognosistoprovideappropriatetreatmentselections.Keywords:PancreaticNeoplasms;SystemicImmune-InflammationIndex;PrognosisResearchfunding:NationalClinicalKeySubjectofChina(41732113)DOI:10.3969/j.issn.1001-5256.2022.11.046收稿日期:2022-03-14;录用日期:2022-05-12通信作者:汤礼军,tanglj2016@163.com 胰腺癌目前仍然是最致命的恶性肿瘤之一,其病因尚不十分清楚。
成纤维生长因子2在胰腺癌中的表达及对胰腺癌细胞侵袭与转移的作用和机制付西峰;董秀山;高飞;赵海潮【摘要】目的探讨成纤维生长因子2(FGF2)在胰腺癌中的表达及对胰腺癌PANC-1细胞侵袭转移的作用和机制. 方法收集62例患者的胰腺导管细胞癌(PDAC)组织和癌旁正常胰腺(NP)组织,免疫组化法检测癌组织和癌旁正常胰腺组织中FGF2的表达.将RPMI 1640培养的人胰腺癌细胞PANC-1分为4组:对照组、FGF2组、FGFR2+ AZD4547组和FGFR2+LY294002组.Western blot及RT-PCR分别检测palladin和Akt的蛋白及mRNA表达.Transwell小室细胞侵袭活性实验和细胞划痕实验检测各组PANC-1细胞侵袭和迁移的能力. 结果免疫组化显示,胰腺癌组织中FGF2表达率81%(50/62)高于癌旁正常组织的10% (2/20,P<0.05),且胰腺癌中FGF2表达与肿瘤的分化程度、临床TNM分期、淋巴结转移和远处转移有关(P<0.05),与患者性别、年龄和肿瘤部位无关(P>0.05).Western blot测定显示:FGF2组palladin和p-Akt的蛋白表达高于其他组(P<0.05).RT-PCR结果显示:FGF2组palladin和p-Akt的mRNA表达高于其他组(P<0.05).Transwell小室侵袭活性实验结果表明:FGF2组侵袭细胞数高于其他组(P<0.05),FGFR2+ AZD4547组和FGFR2+ LY294002组侵袭细胞数低于对照组和FGF2组(P<0.05).细胞划痕实验结果表明:FGF2组细胞迁移率高于其他组(P<0.05),FGFR2+ AZD4547组和FGFR2+ LY294002组细胞迁移率低于对照组和FGF2组(P<0.05). 结论 FGF2在胰腺癌组织中高表达,与胰腺癌的侵袭和转移相关,其机制可能是FGF2与其受体FGFR2结合后活化PI3K/Akt信号通路,激活并提高palladin的表达,促进细胞的运动,进而促进肿瘤细胞的侵袭与迁移活动.%Objective To investigate the expression of fibroblast growth factor 2 (FGF2) inpancreatic ductal adenocarcinoma(PDAC) tissues and its role in the invasion and metastasis of PANC-1.Methods Immunohistochemistry assay was performed to detect the expression of FGF2 in 62 cases of PDAC tissues and corresponding adjacent normal pancreas(NP) tissues.The human pancreatic cancer PANC-1 cells were cultured in RPMI 1640 culture medium.The cells were randomly divided into 4 groups:control group,FGF2 group,FGF2 + AZD4547 group and FGF2 + LY294002 group.Western blot analysis and RT-PCR were performed respectively to detect the expression of palladin and Akt in PANC-1 cells.Transwell chamber assay and wound healing assay were applied to determine the invasive activity and the migration of PANC-1 cells respectively.Results Immunohistochemical staining showed that FGF2 was highly expressed in PDAC tissues.The rate of FGF2 expression was 81% (50/62) in PDAC tissues,significantly higher than that of NP tissues (10.0%,2/20) (P < 0.05).And FGF2 expression was correlated with the degree of tumor differentiation,clinical TNM classification,lymph node metastasis and distant metastasis in pancreatic tissues (P < 0.05),but not related with patient's sex,age and tumor location (P > 0.05).Western blot analysis revealed that the relative expression of FGF2 and p-Akt in FGF2 group was higher than that in the other groups (P < 0.05).RT-PCR results showed that the relative expression of FGF2 mRNA and Akt mRNA in FGF2 group was higher than that in the other groups (P < 0.05).Transwell chamber assay showed that the invasion cells numbers in FGF2 group were higher than that in other groups (P < 0.05).The invasion cells numbers in AZD4547 group and LY294002 group were lowerthan that in control group and FGF2 group (P < 0.05).The wound healing assay showed that the migration rate in FGF2 group was higher than that in the other groups(P< 0.05).The migration rates in AZD4547 group and LY294002 group were lower than that in control group and FGF2 group(P < 0.05).Conclusion FGF2 is highly expressed in PDAC tissues,and is related to invasion and metastasis of PDAC.FGF2 could enhance the invasion and migration of pancreatic tumor cells by binding to its receptor FGFR2 for activating PI3K/Akt signaling pathway and activating and highly expressing palladin.【期刊名称】《山西医科大学学报》【年(卷),期】2017(048)005【总页数】6页(P426-431)【关键词】成纤维生长因子2;胰腺癌;侵袭;转移【作者】付西峰;董秀山;高飞;赵海潮【作者单位】山西医学科学院,山西大医院普通外科,太原030032;山西医学科学院,山西大医院普通外科,太原030032;山西医学科学院,山西大医院普通外科,太原030032;山西医学科学院,山西大医院普通外科,太原030032【正文语种】中文【中图分类】R735.9胰腺癌是具有高度侵袭性的恶性肿瘤,由于其早期浸润、快速转移的特征,患者往往预后不良,临床治愈率低,总体生存率不到6%[1],探讨胰腺癌的发生发展过程,了解其侵袭转移的机制具有重要意义。
• 106 •国际遗传学杂志2021年04>〗15日第44卷第2期 IntJGenet Apr」5,2021,V〇1.44,N〇.2•综述•胃癌相关成纤维细胞中microRNA作用的研究进展陈鑫K2 蔡梦迪K2 傅松滨l i21哈尔滨医科大学医学遗传学研究室150081 ;2中国遗传资源保护与疾病防控教育部重点实验室(哈尔滨医科大学)150081通信作者:傅松滨,Email:fusb@ems_【摘要】胃癌在中国的发病率和病死率一直居高不下,是严重危害健康的消化系统恶性肿瘤。
胃癌的发生发展受到肿瘤微环境的调控,其主要细胞组分癌症相关成纤维细胞在促进胃癌的发生及进展中作用显著。
在胃癌细胞与癌症相关成纤维细胞之间的通讯及互作中,非编码小R N A分子(m icroR N A.m iR N A)是一类通过抑制下游耙标基因的表达水平而改变细胞内生物学过程的功能性分子。
m iR N A也可借助细胞外囊泡完成在癌症细胞与癌症相关成纤维细胞之间的传递,实现胃癌与微环境间的信息通讯。
本文综述了癌症相关成纤维细胞的特征及表面标志物,尤其对胃癌细胞中m iR N A对癌症相关成纤维细胞形成与激活的影响,以及癌症相关成纤维细胞中m iR N A对胃癌细胞恶性表型的影响进行了总结,以明确胃癌发展过程中m iR N A在胃癌与肿瘤微环境相互作用中所发挥的作用,以期为寻找胃癌治疗的新靶点提供理论依据。
【关键词】胃癌;肿瘤微环境;癌症相关成纤维细胞;m icroR N A;侵袭;转移基金项目:中国遗传资源保护与疾病防控教育部重点实验室(哈尔滨医科大学)专项资金资助项目D O I:10. 3760/c m a.j.c n231536-20200915-00089R esearch p ro gress o f the role o f m icroR N A s in cancer - associated fib rob lasts o f gastric can cerChen Xin '2, Cai Mengdi12, Fu Songbin1'2'Laboratory o f Medical Genetics, Harbin Medical University y Harbin 150081, China ;2 Key Laboratory ofPreservation o f Human Genetic Resources and Disease Control in China ( Harbin Medical University ) , Ministryo f Education, Harbin 150081, ChinaCorresponding author:Fu Songbin, Em ail :fusb @ ems. hrbmu. edu. cn【A b stract 】Gastric can cer,having extremely high incidence and mortality in our country,is a ma-lignant tumor of the digestive system and particularly harmful to human health. The occurrence and development of gastric cancer can be regulated by the tumor microenvironment , and cancer-associated fibroblasts,the main cell component of the tumor microenviroment , which play a significant role in promoting the occurrence and progression of gastric cancer. In the interaction of gastric cancer cells with cancer - associated fibroblasts ,the small non-coding RNA ( microRNA , miRNA ) , is a category of functional molecules , whichcan regulate the biological processes in cells by suppressing the expression levels of the downstream targetgenes. In addition , miRNA can also realize the communication between tumor cells and cancer - associatedfibroblasts by the transportation of extracellular vesicles. In this review , we summarize the characteristicsand surface markers of cancer-associated fibroblasts,especially the influence of miRNAs in gastric cancercells on the formation and activation of cancer - associated fibroblasts , and the effect of miRNAs in cancer-国际遗传学杂志2021年04月15日第44卷第2期 I m J Genet Apr. 15,2021,V〇1.44, No. 2• 107 •associated fibroblasts on the malignant phenotype of gastric cancer cells , in order to clarify the role of miR-NAs in the interactions between gastric cancer and tumor microenvironment during the development of gastric cancer to provide a theoretical basis for finding new targets of gastric cancer treatment.【Key w ords 】Gastric cancer ; Tumor microenvironment ;Cancer - associated fibroblasts ;MicroRNA ;Invasion ; MetastasisFund program :The Key Laboratory of Preservation of Human Genetic Resources and Disease Control in China ( Harbin Medical University) , Ministry of Education , China , Special Project FundD O I:10. 3760/c m a. 23 1536-202009 1 5-00089胃癌是全球高发恶性肿瘤之一,在全世界常见癌症中位居第五,是第三大癌症死亡原因,每年有100多万新发病例[1]。
肿瘤相关成纤维细胞对肝癌干细胞的影响冯仁鑫;陈升;刘娇;宁北芳;谢渭芬【摘要】背景:肿瘤相关成纤维细胞(CAF)是肿瘤微环境中一类特殊的间质细胞,研究显示CAF在一些恶性肿瘤中可调节肿瘤干细胞(CSC)的干细胞特性和致瘤性.然而在肝细胞癌(HCC)中,CAF对CSC的调控作用尚不清楚.目的:探讨CAF对肝癌干细胞的影响.方法:分别采用免疫组化和免疫荧光技术标记CD44阳性CSC和α-SMA阳性CAF,观察两者在人HCC标本中的位置关系.从HCC手术标本中分离、纯化CAF和癌旁成纤维细胞(PTF),收集相应条件培养基和干细胞条件培养基.以real-time PCR检测CAF或PTF条件培养基培养的人肝癌细胞株HuH-7中的肝癌干细胞相关基因表达.采用流式细胞术分选肝癌干细胞表面标记物EpCAM阳性HuH-7细胞,以CAF或PTF干细胞条件培养基培养细胞,行干细胞成球实验.结果:在HCC标本中,CAF与CSC位置紧邻.与PTF组和对照组HuH-7细胞相比,CAF条件培养基处理组HuH-7细胞肝癌干细胞表面标记物基因和自我更新相关基因表达显著上调(P均<0.05).CAF干细胞条件培养基处理组未经分选的HuH-7细胞和EpCAM阳性HuH-7细胞,成球率分别显著高于相应PTF组和对照组细胞(19.15%、32.13%对10.89%、19.57%和12.57%、19.77%,P均<0.001).结论:CAF在肝癌干细胞自我更新能力的维持和促进中起重要作用.【期刊名称】《胃肠病学》【年(卷),期】2016(021)009【总页数】6页(P517-522)【关键词】癌,肝细胞;肿瘤相关成纤维细胞;肿瘤干细胞;自我更新;球形体,细胞【作者】冯仁鑫;陈升;刘娇;宁北芳;谢渭芬【作者单位】第二军医大学附属长征医院消化内科 200003;第二军医大学附属长征医院消化内科 200003;第二军医大学附属长征医院消化内科 200003;第二军医大学附属长征医院消化内科 200003;第二军医大学附属长征医院消化内科 200003【正文语种】中文背景:肿瘤相关成纤维细胞(CAF)是肿瘤微环境中一类特殊的间质细胞,研究显示CAF在一些恶性肿瘤中可调节肿瘤干细胞(CSC)的干细胞特性和致瘤性。
成纤维细胞激活蛋白α与肿瘤的研究进展陈渊【摘要】成纤维细胞激活蛋白α(FAP-α)是一个Ⅱ型穿膜蛋白,属于丝氨酸蛋白酶家族,具有二肽基肽酶和胶原酶活性.FAP-α在肿瘤的生长、浸润、转移中发挥重要作用.其限制性的表达于肿瘤、纤维变性、创伤、关节炎等病理部位,而在大多数正常组织中不表达,大多数由病理部位激活的成纤维细胞表达,故以FAP-α作为肿瘤基质标志物的靶向治疗将成为可能.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2014(020)002【总页数】4页(P247-250)【关键词】成纤维细胞激活蛋白α;靶向治疗;肿瘤相关成纤维细胞;肿瘤微环境【作者】陈渊【作者单位】温州医学院附属第一医院神经外科,浙江,温州,325000【正文语种】中文【中图分类】R73越来越多的证据显示,肿瘤的发生、发展与肿瘤微环境中的间质细胞紧密相关,活化的间质细胞通过分泌细胞因子和基质蛋白酶等促使肿瘤的增殖、浸润与转移。
肿瘤相关成纤维细胞是微环境中最重要的宿主细胞之一,其所分泌的成纤维细胞激活蛋白α(fibroblast activation protein alpha,FAP-α)在肿瘤发生、发展中起重要作用。
现阶段研究结果认为,FAP-α的功能有以下几种:①降解细胞外基质(extracellular matrix,ECM),协助肿瘤细胞的侵袭和参与肿瘤组织的重塑;②可激活另一种蛋白酶原而间接起到降解ECM的作用;③解离与ECM结合的生长因子,如转化生长因子p、血小板衍生生长因子等,使肿瘤向恶性转化;④参与肿瘤微血管生成过程[1]。
该文就FAP-α的生物学结构特征、酶活性和底物特异性、信号转导、与肿瘤的关系以及在靶向治疗的应用等方面的研究进展进行综述。
1 FAP-α的生物学结构FAP-α是一种具有760个氨基酸的Ⅱ型穿膜糖蛋白。
其通过18个氨基酸组成的疏水跨膜片段固定于细胞膜上,胞质区是6个氨基酸组成的短肽链,其余部分位于细胞外区域,由736个氨基酸组成[1]。
肿瘤微环境中免疫细胞浸润机制癌症是一种常见的疾病,虽然现在的医疗技术越来越成熟,但是仍然会有很多人死于癌症。
近年来,免疫治疗被广泛应用于抗癌疗法。
而免疫治疗的成功与否,主要取决于肿瘤微环境中免疫细胞的浸润情况。
本文将探讨肿瘤微环境中免疫细胞浸润的机制。
一、肿瘤微环境介绍肿瘤微环境是由癌细胞、免疫细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞和基质细胞等构成的。
癌细胞和免疫细胞之间存在持续的相互作用。
肿瘤微环境的形成,可以通过癌细胞诱导免疫细胞的浸润来实现。
二、免疫细胞免疫细胞是通过身体的免疫系统来保护身体的免疫细胞,其中包括淋巴细胞、单核细胞和粒细胞等。
其中最重要的免疫细胞是淋巴细胞,它们能够识别和杀死癌细胞,起到很强的杀伤作用。
同时,免疫细胞也能够分泌一些细胞因子,刺激其他免疫细胞的活化。
三、免疫细胞的浸润肿瘤微环境中的免疫细胞浸润是抗肿瘤免疫治疗的关键。
研究发现,肿瘤微环境中的免疫细胞浸润,与肿瘤的预后密切相关。
良性肿瘤的病人中,免疫细胞浸润数量相对较多,而恶性肿瘤的病人中,免疫细胞浸润数量显著减少。
免疫细胞的浸润,主要与以下因素相关:1.肿瘤的类型:不同类型的癌症对免疫细胞的吸引力不同,例如非小细胞肺癌等肿瘤吸引T细胞较多,而胰腺癌等肿瘤吸引的是骨髓抑制细胞较多。
2.肿瘤细胞和免疫细胞表面分子的状态:癌细胞和免疫细胞表面分子的状态也会影响免疫细胞的浸润。
例如,当癌细胞表面分子的表达水平较高时,会诱导T细胞浸润;而当癌细胞表面分子的表达水平较低时,会抑制免疫细胞的浸润。
3.肿瘤细胞和免疫细胞分泌的因子:癌细胞和免疫细胞交互作用的产物,例如细胞因子、炎症介质等,也会影响免疫细胞的浸润。
例如,免疫细胞分泌的IFN-γ,能够促进免疫细胞的浸润;而癌细胞分泌的TGF-β,能够抑制免疫细胞的浸润。
四、免疫细胞的浸润与免疫治疗肿瘤的治疗手段有很多种,免疫治疗是其中一种治疗手段。
免疫治疗的关键在于增强免疫细胞的浸润。
现在的免疫治疗手段主要分为两大类:一类是刺激免疫反应,例如使用免疫激活剂,激活免疫细胞,增强免疫细胞的杀伤力;另一类是抑制免疫抑制分子,例如PD-L1,从而增强免疫细胞的浸润。
不可切除胰腺癌的分子靶向药物治疗进展胡润,李俊蒽,姚沛,桂仁捷,段华新湖南师范大学附属第一医院,湖南省人民医院肿瘤科,长沙 410005通信作者:段华新,****************(ORCID: 0000-0001-9596-5013)摘要:胰腺癌作为消化系统最常见的恶性肿瘤之一,其发病率及死亡率正逐年上升,大多数胰腺癌患者因分期较晚而失去了手术机会。
尽管以吉西他滨、氟尿嘧啶为主的化疗方案在一定程度上延长了患者的生存期,但仍有部分患者因无法耐受化疗而失去治疗机会。
随着精准医疗时代的来临,分子靶向药物治疗展现出的优异疗效使其成为对抗肿瘤的重要治疗手段之一,但由于胰腺癌高度的异质性及复杂的免疫微环境,针对胰腺癌的分子靶向治疗并未取得显著效果,因此亟需探寻新的治疗靶点及药物攻克这一难题。
本综述基于胰腺癌常见分子靶点及肿瘤免疫相关靶点探究在不可切除胰腺癌中分子靶向药物治疗研究的最新进展,为胰腺癌患者提供新的治疗策略。
关键词:胰腺肿瘤;分子靶向治疗;免疫疗法基金项目:湖南省自然科学基金(2020JJ8084)Advances in molecular-targeted therapy for unresectable pancreatic cancerHU Run,LI Junen,YAO Pei,GUI Renjie,DUAN Huaxin.(Department of Oncology,The First Affiliated Hospital of Hunan Normal University, Hunan Provincial People’s Hospital, Changsha 410005, China)Corresponding author: DUAN Huaxin,****************(ORCID: 0000-0001-9596-5013)Abstract:Pancreatic cancer is one of the most prevalent malignant tumors of the digestive system, and its incidence and mortality rates are increasing year by year. Most patients with pancreatic cancer are unable to receive surgery due to the advanced stage. Although chemotherapy regimens based on gemcitabine and fluorouracil have prolonged the survival time of patients to some extent,some patients cannot tolerate chemotherapy and hence lose the opportunity for treatment. With the advent of the era of precision medicine, molecular-targeted therapy has exhibited an excellent therapeutic efficacy and has thus become one of the most important treatment techniques for tumors; however, due to the high heterogeneity of pancreatic cancer and its complicated tumor microenvironment, molecular-targeted therapy for pancreatic cancer has not achieved notable results. Therefore, it is imperative to seek new therapeutic targets and medications to overcome this issue. This article reviews the latest advances in the research on molecular-targeted therapy for unresectable pancreatic cancer based on common molecular targets and tumor immunity-related therapeutic targets, in order to provide new treatment strategies for patients with pancreatic cancer.Key words:Pancreatic Neoplasms; Molecular Targeted Therapy; ImmunotherapyResearch funding:Natural Science Foundation of Hunan Province of China (2020JJ8084)胰腺癌是一种起病隐匿、进展迅速、疗效及预后极差的恶性肿瘤,大多数患者确诊时已经属于晚期。
结直肠癌(CRC )作为常见的消化道恶性肿瘤之一,多发生于直肠和结肠交界处。
目前CRC 的早期诊断仍然十分困难,多数患者确诊时已伴有肿瘤多处转移。
肿瘤转移是肿瘤性疾病死亡的主要原因,且癌细胞转移过程中需要与宿主免疫系统相互作用,这个过程主要发生在肿瘤微环境(TME )中[1]。
虽然目前许多研究集中于驱动CRC 进展的遗传和表观遗传力量,但对复杂的TME 了解仍较少。
TME 由肿瘤细胞、成纤维细胞和免疫细胞等不同细胞类型组成,并存在与癌细胞转移、侵袭和耐药性形成有关的主要调节和驱动因子,与肿瘤发生和发展密切相关[2,3]。
在正常人结直肠基质细胞中,成纤维细胞遍布邻近结直肠粘膜上皮的固有层,其主要功能是对组织损伤做出反应并释放生长因子,以促进再生修复,同时维持各种组织结构和功能[4]。
而癌症相关成纤维细胞(CAFs )因参与血管生成[5]、免疫抑制[6]和分泌促进癌细胞生长和迁移的因子[7],长期以来被认为是CRC 的致瘤Colorectal cancer cells induce the formation of cancer-associated fibroblasts by activating the ERK signaling pathway in fibroblastsDENG Ting,DU Boyu,XI XueyanDepartment of Immunology,School of Basic Medical Sciences,Hubei University of Medicine,Shiyan 442000,China摘要:目的探究结直肠癌(CRC )细胞(HCT116、Caco-2)条件培养基促进癌症相关成纤维细胞(CAFs )形成的机制,为CRC 治疗提供新的思路。
方法将对数生长期的人正常结直肠成纤维细胞(CCD-18Co )分为对照组、HCT116细胞条件培养基处理组(HCT116-CM 组)、Caco-2细胞条件培养基处理组(Caco-2-CM 组)、300nmol/L ERK 抑制剂SCH772984组(iERK 组)、HCT116-CM 联合ERK 抑制剂组(HCT116-CM+iERK 组)、Caco-2-CM 联合ERK 抑制剂组(Caco-2-CM+iERK 组)。
成纤维细胞活化蛋白(FAP)的研究进展?1866?(59—464.[24]KumsawaM,NumazawaS,TaniY,eta1.ERKsignalingmedi. atestheinductionofinflammatoryeytokinesbybufalininhumanmonoeyticceUs[J].AmJPhysiolCellPhysiol,2000,278(3):C50o一508.[25]JingY,WatabeM,HashimotoS,eta1.Cellcyclearrestandpm. teinkinasemodulatingeffectofbufalinonhumanleukemiaML1cells[J].AntlcaneerRes,1994,14(3A):1193—1198.[26]LiuY,Qux,WangP.WT1downregulationduringK562cell MODERNONCOLOGY,Sep.2010.VOI.18,NO.09 differentiationandapoptosisinducedbybufalin[J].ZhonghaaXueYeXueZaZhi,2002,23(7):356—359.[27]AmanoY,ChoY,MatsunawaM,eta1.Increasednuclearexpres—sionandtransaetivafionofvitaminDreceptorbythecardiotonic steroidbufalininhumanmyeloidleukemiacells[J].JSteroidBiochemMolBiol,2009,114(3—5):144—151.[28]LeeDY,YasudaM,YamamotoT,eta1.Bufalininhibitsendo- thelialcellproliferationandangiogenesisinvitro[J].LifeSei,1997,6O(2):127—134.(编校:何蛛)成纤维细胞活化蛋白(FAP)的研究进展张红霞,郭佑民ResearchprogressinfibroblastactivationproteinzHANGHong—xia.GUOYou—minDepartmentofRadiology,BengChaoyangHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100020,China.【Abstract】Fibroblastactivationprotein(FAP),asurfaceantigenespeciallyexpressedoncarcinomaass ociatedfi—broblasts(CAFs),itisallintegralmembraneserinepeptidase,amemberofthegroupofIIinteg ralserineproteases, whichhasbeenshowntohavedipeptidylpeptidaseandgelatinaseactivity.FAPhasadualfunc tionintumourpro-gression.TheproteolytieactivicyofFAPhasbeenshowntopromotecellinvasivenesstoward stheECMandalsotosupporttumourgrowthandproliferation.OverexpressionofFAPonCAFsanditsspecialend opeptidaseactivityre—presentapotentialtargetfordiagnosisandtreatmentofvariouscarcinomas,makingitfeasible tobeappliedinmolec—ularimaging,oncogenetherapyandimmunotherapyoftargetingtumorceHs.Aseriesofstudi esinvolvingFAPstruc—ture,enzymeactivities,clinicalsignificanceandsoonweresummarized.【Keywords】cancer;fibroblastactivationprotein;carcinomaassociatedfibroblasts ModernOncology2010,18(09):1866—1869【指示性摘要】成纤维细胞活化蛋白(FibroblastActivationProtein,FAP)存在于肿瘤基质成纤维细胞中,在细胞表面发挥作用,是一种膜丝氨酸肽酶,是II型丝氨酸蛋白酶家族成员之一,具有二肽肽酶及胶原酶活性,在肿瘤的生长中具有双重功能.FAP的蛋白水解酶活性可以增强肿瘤细胞对细胞外基质的侵袭力,同样也能促进肿瘤的生长和增殖.故以FAP作为靶点的分子成像以及作为肿瘤基质标志物的病理诊断,肿瘤基因治疗或免疫治疗将成为可能.近年来对FAP的研究进展进行如下综述.【关键词】肿瘤;JE纤维细胞活化蛋白;成纤维细胞【中图分类号】R730.3【文献标识码】ADOI:10.3969/j.issn.1672—4992.2010.09.76 【文章编号】1672—4992一(2010)09—1866一o4【收稿日期】【修回日期】【基金项目】【作者单位1【作者简介】【通讯作者】2010一O1—2620lO—o5—20国家自然科学基金资助项目(编号:30900364);北京市科技计划重大项目(编号:~340]010);北京市教育委员会科技计划面上项目(编号:350010920126)首都医科大学附属北京朝阳医院放射科,北京lOOO20张红霞(1985一),河南濮阳人,住院医师,硕士,主要从事肿瘤分子影像学研究.郭佑民(1955一),男,陕西西安人,主任医师,博士生导师,主要从事肿瘤分子影像学研究.E—mail:cjr.guoyoumin@vip.163.eom1研究背景FAP,曾被认为是F19细胞表面抗原,是一种可诱导的细胞表面糖蛋白,它最初是在1986年用单克隆抗体FI9在培养的成纤维细胞中发现的.1994年,F19细胞表面抗原被命名为成纤维细胞活化蛋白(FAP).1990年,一个分子量为170kDa的胶原酶在人类的恶性黑色素瘤细胞株LOX中被识别.1994年,这个170kDa的胶原酶被命名为Seprase.对FAP和Seprase的分子克隆研究发现它们是同一种细胞表面丝氨酸蛋白酶,基因定位于2q23[1I2].为了使本综述清晰,明了,本文将自始至终用FAP来表示这种蛋白酶.2FAP的结构特征和酶特性2.1结构特征现代肿瘤医学2010年09月第1鲞箍具有活性的FAP是一个170kDa的同型二聚体,包括97kDa的两个N末端糖基化的亚单位,(GenBankGI 1888316)一种Ⅱ型穿膜糖蛋白具有一个大的C末端胞外区域.FAP有5个潜在的N一糖基化位点,l3个半胱氨酸残基,3个高度保守的丝氨酸蛋白酶催化区域,一个疏水的跨膜片段和一个小的胞质尾区(6个氨基酸).另外一些研究发现了FAP的血清形式J,溶解形式抗血纤维蛋白酶(Anti—plasminCleavingEnzyme,APCE)[51,FAP的胞外晶体结构. FAP每个亚单位包括:B一螺旋结构区域(氨基酸序列54—492)和a/t3水解酶区域(氨基酸序列27—53和493—760).FAp的催化区域暴露于细胞外环境中,该区域包括起催化作用的丝氨酸($624),它与Asp702和His734组成了催化三联体.FAP保守的丝氨酸蛋白酶基序是G—w—S—Y—G_1].催化三联体定位在13,螺旋结构和B水解酶区域的交界面,它的排列顺序是亲核一酸一基底,是p水解酶区域的特征.这个催化区域是由基本平行的B片通过各个面上的单环连接,围绕着腹侧轨道呈螺旋放射状排列.具有8片"桨叶"的8螺旋结构位于催化三联体的顶端可能对蛋白底物起着"催化门"的作用』.FAP的晶体结构有5个可能的糖基化位点分别定位在天门冬氨酸49,92,227,314和679.4个位于B螺旋结构区,1个位于水解酶区J.糖基化形式使FAP同时有二肽肽酶活性和胶原酶活性,非糖基化形式则无此活性….FAP的活性由亚单位组成的二聚体形式决定,单体无活性.FAP的基因组在几种物种中发现.比如小鼠类及非洲爪蛙类.对于小鼠类的研究在组织中发现了选择剪接和3个特殊的FAP剪接变异体.一个选择性的FAP剪接体在人类的黑色素瘤细胞株LOX中发现,它编码了一个异常的缩短的变异体.剪接变体编码了一个有239个氨基酸分子量为27kDa的多肽,突变型与野生型的FAP的C末端催化区域重叠.FAP的C末端催化区域在不同物种问是高度同源的.2.2酶特性FAP属于转膜丝氨酸肽酶(serineintegralmembrane peptidases,SIMPs)小家族.FAP与二肽肽酶家族成员DPPIV (DPPIV,dipeptidylpeptidaseIV/CD26)具有52%的同源性,同属于S9b肽酶家族(脯氨酰多肽肽酶家族).FAP因此被认为是DPPIV相似基因家族的一员L9].FAP具有两种蛋白水解酶活性.首先是胶原酶活性,其次是二肽肽酶活性【】.FAP的酶活性被活性位点丝氨酸($624)介导,酶谱法分析酶底物特异性,发现FAP可以降解明胶和热的变性的I型胶原和IV型胶原但不能水解层粘连蛋白,纤维结合蛋白,纤维蛋白单体及酪蛋白….DPPIV不具有胶原酶活性,因此可用是否有胶原酶活性鉴别FAP和DPPIV…J.3FAP的组织分布FAP表达于90%以上的上皮性肿瘤的基质成纤维细胞的胞膜和胞浆中,包括结肠癌,乳腺癌,卵巢癌,膀胱癌,肺癌(原发的和转移的)D23,同时可短暂的停留于某些正常胎儿问质组织中,持续存在于上皮性肿瘤和一些肉瘤的活化基质中,也可表达于胃癌间质,一部分骨和软组织肉瘤细胞,伤口愈合的肉芽组织,特发性肺纤维化的损伤间质,慢性丙型肝炎病人的肝实质细胞,胰腺细胞,前列腺癌,甲状腺髓样癌和乳头状癌,Crohng病组织的狭窄部位,口腔鳞状细胞癌间质.1867?成纤维细胞中.FAP阳性的细胞靠近肿瘤毛细血管的内皮细胞并围绕着肿瘤结节,但在正常成人的组织,良性和癌前病变的上皮性损伤中通常不表达.4FAP的病理作用FAP的活性与许多恶性转化细胞的侵袭行为密切相关,但是它在恶性肿瘤细胞中的作用有不同的观点.4.1肿瘤抑制作用Wesley等¨朝研究显示正常人的黑色素细胞进展为恶性黑色素瘤时丧失了DPPIV的表达.DPPIV的重新表达使小鼠黑色素瘤细胞转化为高分化的正常表型并恢复了依赖外源性生长因子的表达,并发现即使是催化的非活化突变体DPPIV的表达也可导致依赖外源性生长因子的恢复;该研究小组认为内源性FAP的表达对突变体DPPIV的表达起协助诱导作用.Montagut等研究发现FAP的表达降低了小鼠恶性黑色素瘤细胞在动物体内的致肿瘤性,并且修复了接触抑制和生长因子依赖,并发现催化的突变型FAP在缺乏活化的蛋白酶活性的情况下对肿瘤起抑制作用,DPPIV的表达可诱导FAP的表达,反之,FAP并不诱导DPPIV的表达.因此,推论野生型和突变型FAP的肿瘤抑制活性很有可能是FAP的固有本能.4.2肿瘤促进作用更多的研究认为FAP有肿瘤促进作用.Goodman等FAP的人乳腺癌细胞株实验表明,该细胞株(MDA—MB一435和MDA—MB一436)正常的表达FAP,有高水平FAP表达的乳腺癌细胞较少依赖外源性的血清生长因子,并可从正常的生长调控中获得独立.从正常的生长调控中独立出来这是恶性细胞区别于正常细胞的重要特性.Huang等.'研究小组实验证明人类乳腺癌细胞株MDA—MB~231缺乏正常的FAP的表达,FAP高表达的鼠肿瘤模型肿瘤生长的更快更富有血管.还发现当细胞在体外生长时表达FAP的细胞生长率和那些不表达FAP的细胞一样.这表明FAP只有在体内乳房脂肪垫的微环境才表现显着的肿瘤促进作用.这项研究是证明FAP的血管源性功能的首个证据,可以得出结论即,FAP至少部分促进乳腺癌的血管生成,Aimes等ⅢJ 研究证明也印证了这个结论:FAPmRNA表达上调导致了上皮细胞重建或者血管形成.这些发现说明了FAP的表达有利改变乳腺癌细胞的微环境.Wang等也发现当鼠角膜中出现新生血管,角膜基质中的多种生化因子发生变化. FAP(+)的角膜细胞出现在基质中,新出现的这些细胞同时伴随着在新生血管内皮细胞的生长.再次证明了FAP的血管源性功能.小鼠的FAP转染HEK293人胚肾细胞实验显示:将同等数量转染FAP的HEK293细胞和非转染HEK293 细胞同时接种到重症免疫缺陷小鼠体内,前者肿瘤发生率比后者高2—4倍,潜伏期比后者短1O~15天,肿瘤生长率比后者提高10—40倍.用HT229肿瘤中FAP的提取物免疫兔子所产生的多克隆抗FAP抗体,可以有效抑制HT229肿瘤生长,这都说明FAP能够促进肿瘤的发生及生长n.Wang等发现过度表达FAP的人肝星形细胞LX一2细胞系,增加了细胞粘附性,转移性和侵袭性,还发现FAP的蛋白水解活性对于这些功能来说并不重要,这些研究结果进一步支持了FAP的前体纤维生成的作用,即FAP也具有重要的非酶功能.?1868?FAP和DPPIV可以形成一个复合物定位于胶原纤维成纤维细胞的表面,该复合物在细胞侵袭中有溶解明胶与明胶结合的活性,可促进细胞迁移].FAP一尿激酶型纤溶酶活化因子受体(plasminogenactivatorreceptor,uPAR)膜复合物在肿瘤侵袭中有协同作用.在模型系统中,与受体结合的uPA有活性抑制作用并限制了转移灶的形成】.因此, FAP可能是抗转移治疗的潜在靶点.在星形细胞癌中,FAP的表达是与WHO分级相关的,随着FAP表达的增加,在肿瘤组织中所有的与DPPIV相似的酶活性也增加.在结肠癌中,肿瘤的分期及体积与FAP的表达呈正相关,提示FAP的表达在肿瘤早期的发展中具有重要作用,FAP高表达的肿瘤更易扩散,因此FAP被认为是早期肿瘤的潜在治疗靶点J.在化生,非典型的食管组织和食管癌组织的FAP的表达量与食管肿瘤进展相关J. FAP在胰腺癌中高表达,肿瘤发生时达到高值.越高的FAP 表达量预示着越差的预后J.从这些研究发现FAP的活性促进了肿瘤的生长并对肿瘤的侵袭,转移起到了一定作用. FAP是肿瘤生长和转移的一个重要调节因子.4.3其他作用FAP是潜在性的判断伤口时间的有效标志物,一SMA (alpha—smoothmuscleactin)则是判断刀割伤中晚期时间的有效标志物.联合应用FAP和—SMA是潜在的可靠判断伤口时间的指标.存在于类风湿和半恶性肿瘤基质中的FAP介导了和类风湿性慢性滑膜炎中的肿瘤样组织形成.FAP和DPP~4/CD26这些丝氨酸蛋白酶在防止类风湿滑囊液纤维化从而保护关节软骨方面扮演着重要角色驯.5FAP的信号系统的破坏目前用于肿瘤免疫治疗的抗原靶位正在研究之中,该抗原靶位选择性表达于肿瘤间质成纤维细胞或毛细血管上皮细胞.通过靶向作用阻止肿瘤的基质源性及血管源性供养.FAP的缺失间接抑制肿瘤细胞的增殖,加快胶原的积累,减少肌成纤维细胞成分,降低肿瘤内血管密度.因此FAP是肿瘤靶向治疗的重要靶点.Garin—Chesa等指出与毒素结合的单克隆抗体或炎性单克隆抗体同种型显示在FAP阳性的肿瘤间质中,它的作用是诱导细胞损伤,导致肿瘤细胞坏死和炎性细胞浸润.补充添加了FAP阳性的成纤维细胞将会更新目标细胞数量并帮助纤维囊包裹和分离上皮性肿瘤细胞.将抗体定位于肿瘤问质减少了免疫逃逸的发生率.从遗传上讲,肿瘤间质中的细胞更稳定是个有希望作为肿瘤免疫治疗的靶向细胞.Loeffler等发现肿瘤问质抗原FAP能提供新的抗肿瘤疫苗靶位,尤其是联合化疗一起使用,肿瘤相关的成纤维细胞是I型胶原的重要来源,I型胶原可以降低肿瘤对化疗药的吸收并调控肿瘤对化疗药敏感性.该研究小组制作了一种口服的针对FAP靶点的DNA疫苗,在鼠类结肠癌和乳腺癌模型中,这个疫苗成功的抑制了主要肿瘤细胞的增殖和转移灶的多重耐药.而且接种了FAP疫苗鼠类的肿瘤组织显示,I型胶原在肿瘤组织中的表达被抑制, 肿瘤组织吸收的化疗药增长了70%.最重要的是接种了FAP疫苗的鼠类接受化疗治疗后生命延长了30%并显着地抑制了肿瘤的增殖,约50%的动物完全抵抗了肿瘤的侵蚀, 并且这个DNA疫苗没有阻碍创伤的愈合或损伤正常组织. MODERNONCOLOGY,Set).2010.VOI.18.N0.O9在靶向诊治方面,Lebeau『3等发现瘤内注射激活的FAP强亲和毒素,可显着地增加对人乳腺癌及前列腺癌的抑制作用,并在动物体的毒性试验证明其不良作用非常小.Adams 等发现一种小的FAP抑制剂,叫做Val—bom—Pro(PT100),通过一个大样本的大鼠肿瘤模型实验发现其可减弱和抑制肿瘤生长.Pui—Chi等口发现了一种新的FAP触发的光动力学分子探针(FAP—triggeredphotodynamicmolec. ularbeacon,FAP—PPB)由一种荧光敏感剂和一种黑洞猝灭剂3通过连接一种FAP特异性肽序列组成.FAP—PPB可被人和鼠的FAP裂解.用HEK293转染细胞(HEK—In FAP,FAP+,HEK—Vector,FAP一),经过系统的体内外实验分别证明在肿瘤细胞和小鼠的异种移植体中FAP—PPB 的FAP特异性活性.在有FAP表达的细胞可出现荧光修复,没有FAP表达的细胞不会出现这种情况.在HEK—in FAP细胞,FAP—PPB显示了FAP特异的光细胞毒性,然而在对照组HEK—Vector细胞中没有出现细胞毒性.这个实验说明了FAP—PPB是一个潜在的上皮性肿瘤的诊治的工具.6结论与展望自从1986年发现FAP,迄今在定位和表达这个蛋白酶上面做了大量的科学研究.然而FAP的生化特性和功能需要进一步研究.尽管大量的研究报告指出这个酶可能有的功能,但是FAP的生理学作用还是没有解释清楚.FAP在肿瘤细胞中通过降解细胞外物质,在侵袭和转移中扮演了重要的角色.FAP与90%的上皮细胞癌有关系,还是潜在的对疾病有预示作用的重要标志物.因此FAP可以作为肿瘤体内免疫诊治较有前途的靶分子.有效率的标准的在体内和体外都适用的FAP抑制剂的出现为FAP生理作用的研究打开了一扇门.FAP的调节功能也许是可以在不同等级上操纵的,基因的,后转录的和激素的,可是相关机制和调控方法还不知道.未来在这个领域的研究将会提供FAP的全面信息, 这些信息包括调控方式和生理功能.这样FAP作为选择性抗肿瘤诊治的靶点将成为可能.参考文献[1]MLPineim—Sanchez,LAGoldstein,JDodt,eta1.Identificationofthe170一kDamelanomamembrane—boundgelatinasefse—prase)asaserineintegralmembranepmtease[J].BiolChem, 1997,272:7595—7601.[2]SMathew,^iJSeanlan,BKMohanRaj,eta1.Thegeneforfibro? blastactivationproteinalpha(FAP),aputativecellsurfacebound sedneproteaseexpressedincancerstinmaandwoundhealing, mapstochromosomeband2q23[J3.Genomies,1995,25:335—337.【3]WTChen,TKeUy.Seprasecomplexesincenularinvasiveness [J].CancerMetastasisRev,2003,22(2—3):259—269.[4]PJCollins,GMcMahon,POBrien,eta1.Purification,identifiea- tionandcharacterisationofseprasefrombovine8erOlll[J].IntJ BiochemCellBiol,2004,36:2320—2333.[5]KNLee,KWJackson,VJChristiansen,eta1.Antiplasmin—clea- vingenzymeisasolubleformoffibroblastactivationprotein[J]. Blood,2006,107:1397—1404.[6]KAertgeerts,ILevin,LShi,eta1.Structuraland~neticanalysis ofthesubstratespecificityofhumanfibroblastactivationproteinal- pha[J].BiolChem,2005,280(20):19441—19444.医学2010年O909[7]SSun,CFAlbright,BHFish,eta1.Expression,purification,and kineticcharaeterizationoffulllengthhumanfibmblastactivation protein[J3.ProteinExprPurif,2002,24(2):274—281.『8]LAGoldstein,WTChen.Identifcationofanalternativelyspliced seDmsemRNAthatencodesanovelintracellularisoform[J].Biol Chem,2000,275:2554—2559.[9]CAAbbott,MDGorrell,JLangner,eta1.Eetopeptidases:CD13/ AminopeptidaseNandCD26/DipeptidylpeptidaseIVinmedicine andbiology[M].NewYork:KluwerAcademic/PlenumPublish—eFs,2002:171—195.[1O]JDCheng,MValianou,AACanutescu,eta1.Abrogationoffibre- blastactivationproteinenzymaticactivitya~enuatestumorgrowth [J].MolCancerTher,2005,4(3):351—360.[11]MDGorrell,VGysbers,GWMcCanghan.CD26:amultifune—tionalintegralmembraneandsecretedproteinofactivatedlympho- cytes[J].ScandJImmunol,2001,54:249—264.[12]PGarin—Chesa,IJJOld,wJRettig.Cellsurfaceglycopmteinof reactivestromalfibroblastsasapotentialantibodytargetinhuman epithelialcancers[J].ProcNatAcadSciUSA,1990,87:7235—7239.[13]uVWesley,APAlbino,STiwari,eta1.Arolefordipeptidyl peptidaseIVinsuppressingthemalignantphenotypeofmelflfflO—cytiecells[J].ExpMed,1999,190:311—322.[14]TRamirez—Montagut,NEBlachere,EVSviderskaya,eta1.FA- Pa;lpha.asurfacepeptidaseexpressedduringwoundhealing,isa tumorsuppressor[J].Oncogene,2004,23:5435—5446.[15]JDGoodman,TLRozypal,TKeHy.Seprase,amembrane—bound protease,alleviatestheselllmgrowthrequirementofhumanbreast cancercells[J].ClinExpMetastasis,2003,20:459—470.[16]YHuang,SWang,TKelly.Seprasepromotesrapidtumorgrowth andincreasedmicrovesseldensityinamousemodelofhuman breastcancer[J].CancerRes,2004,64(8):2712—2716.[17]RTAimes,AZijlstra,JDHoPper,eta1.Endothelialcellserine proteasesexpressedduringvascularmorphogenesisandangiogene—sis[J].ThrombHaemost,2003,89:561—572.[18]WangT,ShiwY,LiSX,eta1.Relationshipbetweencornealneo- vaseularizationandvariousrelevantbiologicalfactorsinsurround—ingcorneastromaofrats[J].ZhonghHaYanKeZaZhi,2009,45(2):158—163.[19]JDCheng,RLDunbrackJr,MValianou,eta1.Promotionof tumorgrowthbymurinefibroblastactivationprotein,aserine protease,inananimalmodel[J].CancerRes,2002,62(16): 4767—4772.[2O]XMWang,DMYu,ASchnapp,eta1.Theroleoffibroblastacti- vationprotein(FAP)incelladhesion,migrationandliverfibrosis [J].Hepatology,2005,42:738A一738A.[21]VV Artym,ALKindzelskii,WTChen,eta1.Molecularproximi—tyofsepraseandtheurokinasetypeplasm—inogenactivatorre—ceptoronmalignantmelanomacellmembranes:dependenceon beta1integrinsandthecyto—skeleton[J].Carcinogenesis,2002,?1869?23:1593—1601.[22]S1wasa,KOkada,WTChen,eta1.Increasedexpressionofse—prase,amembrane—typeserineprotease,isassociatedwith lymphnodemetastasisinhumaneolorectalcancer[J].Cancer Lett,2005,227:229~236.[23]StremenovaJ,Krepola,EMaresV,eta1.Expressionandenzy—maticactivityofdipeptidylpeptidase—IVinhumanastrocytic tumottrsareassociatedwitIlturnoutgrade[J].IntOncol,2007,31:785—792.[24]HenryLR,LeeH0,Lee,etal,Clinicalimplicationsoffibro—blastactivationproteininpatientswithcoloncancer【J].Clin CancerRes,2o0r7,13,1736—1741.[25]GoseiaskiMA,SuoZ,FlorenesV A,eta1.FAP—alphaanduPA showdifferentexpressionpatternsinpremalignantandmalignant esophaneallesions[J].UhrastruetPathol,2008,32(3):89-96.[26]CohenSJ,AlpanghRK,PalazzoI,eta1.Fibroblastactivationpro—teinanditsrelationshiptoclinicaloutcomeinpancreaticadeno—carcinoma[J].Pancreas,2008,37(2):154—158.[27]GaoY,PengX,JinZF,eta1.ExpressionofFAPandalpha—SMAduringtheincisedwoundhealinginmiceskin[J].FaYi XueZaZhi,2009,25(6):405—408.[28]JakobsM,HauplT,KrennV,eta1.MMP—andFAP—mediated non—-inflammation—-relateddestructionofcartilageandbonein rheumatoidarthritis[J].zRheumatol,2009,68(8):683—694. [29]Ospehc,Me~ensJC,JungelA,eta1.Inhibitionoffibroblastacti—rationproteinanddipeptidylpeptidase——4increasescartilagein?- vasionbyrheumatoidarehritissynovialfibroblasts[J].Arthritis Rheum,加10,62(5):1224—1235.[3O]JLee,MFassnaeht,SNair,eta1.Tumorimmunotherapytarge? tingfibroblastactivationprotein,aproductexpressedintumor—associatedfibroblasts[J].CancerRes,2005,65:11156~11163. [31]SantosAM,JungJ,AzlzN,eta1.TargetingFibroblastactivation proteininhibitstumorstromagenesisandgrowthinmice[J].J ClinInvest,2009,l19(12):3613—3625.[32]MLoeffler,JAKruger,AGNiethanuner,eta1.Targetingtumor associatedfibroblastsimprovescancerchemotherapybyincreasing intratumoraldruguptake[J].ClinInvest,2006,116(7):1955—1962.[33]LebeauAM,BrennenwN,AggarwalS,eta1.Targetingthecancer stromawjtllafibroblastactivationproteinactivatedpromeliain protoxin[J].MolCancerTher,2009,8(5):1378—1386.[34]AdamsS,MillerGT,JessonMI,eta1.PT一100,asmallmolecule dipeptidylpeptidaseinhibitor,haspotentantitumorsffectsand augmentsantibody—mediatedeytotoxieityviaanovelimmunemechanism[J].CancerRes,2004,64:5471—5480.[35]Pui—ChiLo,JuanChen,KlaraStefflova,eta1.Photodynamiemo. 1ecularbeacontriggeredbyfibroblastactivationproteinoncancer—associatedfibroblastsfordiagnosisandtreatmentofepithelial cancers[J].MedChem,2009,52(2):358—368.(编校:何妹)。
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。
胰腺癌细胞与其基质成纤维细胞相互影响的研究苏娇娇;冯慧;姚玮艳;陈熹;张辰宇;王亚雷【摘要】Objective To investigate whether the pancreatic cancer cells BXPC-3,SW1990 can activate normal fi-broblasts( NFs) into cancer-associated fibroblasts( CAFs) and the possible mechanism and whether CAFs can moti-vate the migration of the cancer cells. Methods NFs were isolated from mouse pancreas tissues of wild C57,then NFs were cultured with BXPC-3 or SW1990 cells by indirect co-cultures, and detected the content of the specific proteins α-SMA, FAP in fibroblasts by immunofluorescence assay, then detected the content of the 12 different kinds of miRNAs in fibroblasts which were regarded as overexpressed in pancreatic cancer by qRT-PCR, and esti-mated the effect of the different fibroblasts( NFs,CAFs) on cancer cell migration by transwell. Results After coc-ultered with BXPC-3 or SW1990 cells, the α-SMA and FAP level in fibroblasts increased dramatically. Among the selected 12 kinds of miRNAs, after cocultered with BXPC-3 or SW1990 cells,the content of miR-155 in fibroblasts raised significantly. The migration of BXPC-3 ,SW1990 cells increased dramatically in the environment of CAFs compared with the environment of NFs. Conclusion BXPC-3 or SW1990 cells can activate NFs into CAFs, and miRNAs may play an important role in the process,then CAFs can reversely motivate the migration of BXPC-3 or SW1990 cells.%目的:观察胰腺癌细胞系BXPC-3、SW1990能否促进其基质中正常成纤维细胞( NFs)活化成癌相关成纤维细胞( CAFs)及其活化的可能机制,以及活化后的CAFs对BXPC-3、SW1990细胞迁移能力的影响。
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。
癌相关成纤维细胞在胰腺癌中的作用
摘要胰腺导管腺癌是一种致命的恶性肿瘤,以促结缔组织增生间质为特征。
癌相关成纤维细胞是PDAC微环境的关键组成部分,维持细胞外基质,同时也参
与癌细胞和浸润性免疫细胞的复杂串扰。
因此,它们是开发PDAC治疗策略的潜
在目标。
关键词:胰腺导管腺癌;癌相关成纤维细胞;异质性;免疫微环境
胰腺癌最常见的病理类型是PDAC,是美国癌症相关死亡的第三大原因,5年
总生存率为9%。
大约 80% 的 PDAC 患者在就诊时有局部晚期或转移性疾病,不
适合进行治愈性手术[1]。
CAFs是微环境中最常见的基质细胞类型,具有细胞起源、表型和功能异质性。
本文综述主要讨论CAFs在PDAC中的异质性、对免疫微环境
的影响,以及CAFs为PDAC的治疗提供潜在新的治疗靶点。
1.CAFs的异质性和可塑性
在癌症的背景下,CAFs的定义可以简单地表述为位于肿瘤内部或附近的成纤
维细胞(非上皮细胞、非癌细胞、非内皮细胞和非免疫细胞)。
CAFs的许多假定
起源包括静止组织中的成纤维细胞和胰腺或肝星状细胞。
在不同研究中发现的CAFs的其他主要细胞来源包括骨髓间充质干细胞,内皮细胞和脂肪细胞。
尽管如此,CAFs和CAFs亚群的确切起源仍然难以捉摸,部分原因是这些细胞的表型和
功能可塑性,以及缺乏明确的谱系生物标记物。
但包括α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、成纤维细胞特异性蛋白1(FSP-1)、成纤维细胞活化蛋白(FAP)、血小
板衍生生长因子受体(PDGFR)α、PDGFRβ、结蛋白、盘状结构域受体2(DDR2)和波形蛋白(VIM)在内的多个标记物已经浮出水面。
Dominguez等人和Hosein等
人通过scRNA-seq证实了PDAC中存在myCAFs,iCAFs和apCAFs三种亚型[2]。
myCAFs特征是α-SMA表达和活性TGF-β信号传导,并且紧密位于恶性上皮细胞
周围,iCAFs特征是分泌白细胞介素(IL)-6和其他炎性细胞因子,并且可以在
离癌细胞更远的地方检测到,apCAFs其特征在于表达主要组织相容性复合物(MHC)II类相关基因,但不表达共刺激分子。
Biffi等人发现TGF-β通过
TGF-β/Smad2/3 通路下调IL1R1的表达促进成纤维细胞转化为 myCAFs ;并证
明胰腺癌分泌IL1通过LIF / JAK / STAT途径,激活PDAC中的iCAFs促进肿瘤
生长[3]。
因此,最近针对该途径进行了研究。
Das 等人发现,用抗体中和 IL-
1β 能显著提高 pd-1的治疗效果,增加 CD8 T细胞在小鼠体内的肿瘤浸润。
以
IL-1β 抑制剂为基础的临床研究正在进行中,在针对CAFs存在的情况下靶向
IL-1或其受体可能在未来的治疗中发挥作用。
数据表明,iCAFs和apCAFs可能
够根据培养条件将表型逆转为myCAFs,表明CAFs具有高度的可塑性[4]。
PDAC中CAFs异质性和可塑性未来应予以研究,因为它也可能为PDAC的治疗提供新的治
疗靶点。
2.CAFs对肿瘤微环境中免疫细胞的影响
肿瘤微环境对免疫反应的调节是肿瘤恶性程度的一个方面,近年来已成为一
些研究的主题。
CAFs可通过调节髓系来源抑制细胞(MDSC),巨噬细胞的功能抑
制T细胞来诱导免疫抑制。
CAFs的旁分泌信号传导可以促进单核细胞和粒细胞向MDSC的分化。
Mace等人的一项研究显示,原发性胰腺肿瘤细胞CAFs释放的IL-6
通过STAT3活化诱导外周血单核细胞分化为功能性MDSC,从而抑制T细胞增殖[5]。
含有胰腺肿瘤细胞和成纤维细胞的球状体进行的单核细胞三维培养已被证明可以
增加免疫抑制性细胞因子的表达,如 IL-6和巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF),已
知可诱导MDSC和M2样巨噬细胞。
肿瘤相关巨噬细胞(TAM)分 M1 和M2 型,M1
主要负责 Th1 细胞的反应和分泌促炎细胞因子,增强炎症并参与肿瘤的早期发展,而 M2 则表现出较低的抗原提呈效率,并产生大量的抗炎细胞因子,通过促
进血管生成和免疫抑制导致肿瘤进展。
M2在肿瘤微环境中的免疫抑制活性已得到
充分确立。
由CAFs高度表达的糖蛋白CHI3L1可增强TAM的募集并使其分化为促
肿瘤M2。
CAFs还通过CXCL12传递增加肿瘤中单核细胞的募集,并促进其向M2
表型分化。
CAFs和M2之间的这种相互作用增强了肿瘤的进展和转移形成。
3.CAFs作为治疗目标
目前,基于CAFs的免疫治疗主要策略有:CAFs直接消耗、限制CAFs激活等。
直接消耗CAFs的治疗策略主要依赖于CAFs的表面标记物,如FAP、α-SMA和PDGFR。
最近,抗CAFs疗法主要集中在FAP上。
在结肠癌和乳腺癌的多药耐药模
型中,使用以FAP为靶点的口服DNA疫苗消除FAP+CAFs可增加TME内CD8+T细
胞的浸润,并改善肿瘤内对化疗药物的摄取。
在免疫功能正常的小鼠模型中,
FAP特异性CAR-T细胞治疗已被证明可以提高宿主免疫力。
同样,在异种移植的
免疫缺陷小鼠模型中,联合引入抗FAP和抗肿瘤CAR-T细胞也被证明可以增强抗
肿瘤免疫力。
此外,FAP特异性CAR-T细胞的过继转移可阻止低免疫原性和高脱
模增生的胰腺癌生长。
最近,具有FAP靶向的溶瘤腺病毒通过内源性T细胞活化
攻击含肿瘤小鼠模型中的FAP基质细胞显示出改善的抗肿瘤免疫力。
近期研究中,LI等利用溶瘤腺病毒ICOVIR15对FAP阳性基质细胞的易感性,通过感染胶质母
细胞和FAP阳性周细胞,成功抑制胶质母细胞瘤生长[6]。
结论
PDAC是一种侵袭性疾病,预后极差,急需改善治疗策略。
CAFs作为PDAC病理
生理学的动态组成部分之一,在胰腺肿瘤发生和疾病演变过程中发挥着多种作用。
虽然目前还没有经批准的基质靶向治疗,但许多临床试验正在进行中。
因此,我们
需要更好地理解基质动力学和CAFs在其中的显著作用,这对于改善治疗策略和临床
实施至关重要。
参考文献:
[1]HOSEIN A N, BREKKEN R A, MAITRA A. Pancreatic cancer stroma: an update on therapeutic targeting strategies [J]. Nature reviews Gastroenterology & hepatology, 2020, 17(8): 487-505.
[6]DOMINGUEZ C X, MüLLER S, KEERTHIVASAN S, et al. Single-Cell RNA Sequencing Reveals Stromal Evolution into LRRC15(+) Myofibroblasts as
a Determinant of Patient Response to Cancer Immunotherapy [J]. Cancer discovery, 2020, 10(2): 232-53.
[3]BIFFI G, ONI T E, SPIELMAN B, et al. IL1-Induced JAK/STAT Signaling Is Antagonized by TGFβ to Shape CAF Heterogeneity in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma [J]. Cancer discovery, 2019, 9(2):
282-301.
[4]HESSMANN E, BUCHHOLZ S M, DEMIR I E, et al. Microenvironmental Determinants of Pancreatic Cancer [J]. Physiological reviews, 2020, 100(4): 1707-51.
[5]MACE T A, AMEEN Z, COLLINS A, et al. Pancreatic cancer-associated stellate cells promote differentiation of myeloid-derived suppressor cells in a STAT3-dependent manner [J]. Cancer research, 2013, 73(10): 3007-18.
[6]LI M, LI G, KIYOKAWA J, et al. Characterization and oncolytic virus targeting of FAP-expressing tumor-associated pericytes in glioblastoma [J]. Acta neuropathologica communications, 2020, 8(1): 221.。