肿瘤相关髓系细胞(tumor-associated myeloid cells, TAMC)是肿瘤微环境(TME)中重要的组成部分,具有异质性,在肿瘤微环境中可以发挥不同,甚至是相反的作用,如免疫抑制或免疫刺激。靶向TAMCs作为单一疗法或与化疗、免疫疗法联合应用的研究正在火热进行中。深入研究TAMCs在肿瘤中的功能和作用机制将有助于发现新的治疗方法。
研究最多的肿瘤相关髓系细胞包括单核细胞、肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)、树突状细胞(DC)、癌症相关循环中性粒细胞、肿瘤相关中性粒细胞(TANs)和骨髓来源抑制细胞(MDSCs)。TAMC的主要功能是调节淋巴细胞行为进而形成免疫刺激或免疫抑制性TME,从而抑制或促进包括肿瘤细胞的恶性克隆进化、生长、存活、侵袭、播散和转移、血管生成在内的各个肿瘤发展阶段。
单核细胞
单核细胞是一组异质性的单核吞噬细胞,分为经典型单核细胞、中间型单核细胞和非经典型单核细胞,在炎症期间循环外周血中发挥先天免疫功能。肿瘤发展的不同阶段,不同的单核细胞亚群表现出不同甚至相反的作用。
从机制上讲,中间型单核细胞经肿瘤细胞刺激后,促炎细胞因子TNF- α和白细胞介素12(IL-12)的产生增加,而抗炎细胞因子白细胞介素10(IL-10)的产生减少,并对肿瘤细胞产生直接的细胞毒性,促进肿瘤细胞凋亡。经典型单核细胞产生VEGF,促进肿瘤细胞外渗,导致转移。相比之下,非经典型单核细胞在吞噬肿瘤细胞衍生微粒后被激活,从而减少肿瘤细胞的转移。
肿瘤中单核细胞的功能
肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)
巨噬细胞作为单核吞噬细胞系统,在组织稳态和炎症中起着关键作用。巨噬细胞分为两个主要亚群,M1和M2巨噬细胞,在功能上是异质的。
M1巨噬细胞是对抗微生物感染的第一道防线,具有很强的抗原呈递能力诱导强烈的Th1反应。在脂多糖(LPS)、IFN-γ和粒细胞-巨噬细胞刺激因子(GM-CSF)的作用下,M1巨噬细胞经历经典激活,并优先分泌抗菌分子和促炎细胞因子。
M2巨噬细胞在限制免疫反应、诱导血管生成和组织修复方面起着关键作用。在白细胞介素4(IL-4)、白细胞介素13(IL- 13)、IL-10和CSF-1的作用下,M2巨噬细胞发生选择性激活并优先分泌抗炎细胞因子。
TAMs在肿瘤中的作用
树突状细胞(DC)
DC在肿瘤中的作用
粒细胞
粒细胞可大致分为癌症相关循环中性粒细胞、肿瘤相关中性粒细胞(TANs)以及其他中性粒细胞。
癌症相关循环中性粒细胞
这些与癌症相关的循环中性粒细胞由功能异质性亚群组成,是循环外周血的多形核吞噬细胞,具有对抗微生物病原体的先天免疫功能。在癌症患者中,特别是在晚期和转移后,循环中性粒细胞数量增加,高中性粒细胞与淋巴细胞比率(NLR)与侵袭性癌症相关。
肿瘤相关中性粒细胞(TANs)
研究表明TME中的TANs可促进肿瘤细胞增殖、外渗和迁移,在肿瘤发展和转移中起着关键作用。TANs可释放弹性蛋白酶等颗粒内容物,促进肿瘤增殖和侵袭细胞;分泌IL-1β和MPPs促进肿瘤细胞外渗到转移前壁龛,从而促进癌细胞的扩散;激活TLR通路,促进肿瘤细胞的迁移、黏附、侵袭和转移。
除促肿瘤作用外,TANs还被证明通过产生ROS和TRAIL介导肿瘤细胞的细胞毒性。研究也表明TANs与TME中的淋巴细胞相互作用并调节其功能。
其他粒细胞
除了嗜中性粒细胞(neutrophilic),其他类型的粒细胞,如嗜酸性粒细胞(eosinophils)和嗜碱性粒细胞(basophils),对肿瘤也有影响。研究表明嗜酸性粒细胞具有抗肿瘤活性,对各种癌细胞都表现出直接的或间接的细胞毒性,从而抑制肿瘤生长。
中性粒细胞在肿瘤中的作用
骨髓来源抑制细胞(MDSCs)
MDSCs是一组异质性的髓系祖细胞和处于不同发育阶段的未成熟髓系细胞,它们在血管中循环。在感染时,MDSCs迅速扩张并分化为粒细胞、单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞,在调节免疫反应和组织修复中发挥重要作用。
肿瘤相关的MDSC由两个主要亚群体组成,粒细胞骨髓来源抑制细胞(GrMDSCs)和单核细胞骨髓来源抑制细胞(MoMDSCs)。GrMDSCs在表型和形态上与中性粒细胞相似,MoMDSCs在表型和形态上与单核细胞相似,研究表明GrMDSCs和MoMDSCs均参与T细胞介导的免疫抑制。
MDSCs及其亚群在肿瘤中的作用
髓系细胞在肿瘤免疫治疗的研究中的作用是毋庸置疑的,调节这些髓系细胞的发育、成熟和功能有助于发现新的肿瘤免疫治疗策略。然而,由于各种可互换亚群的复杂性和可塑性,这些髓系细胞执行重叠或相反的功能,目前控制TAMCs行为的分子机制在很大程度上尚不清楚。为进一步阐明髓系细胞各亚群在不同癌症中的功能,并确定其促肿瘤和抗肿瘤活性相关的分子机制,百奥动物自主研发一些列髓系靶点人源化小鼠,助力深入了解髓系细胞的复杂性,并设计新的肿瘤靶向治疗方法。
B-hTREM2 mice(C)
基本信息
体内药效
B-hCD36 mice
基本信息
体内药效
B-hPD-1/hPD-L1/hVSIR mice
基本信息
蛋白表达分析
髓系靶点人源化小鼠列表
参考资料:
1. Aixia Dou, Jing Fan. Heterogeneous Myeloid Cells in Tumors. Cancers (Basel). 2021 Aug; 13(15): 3772.
2. Sijin Cheng, Ziyi Li, et al. A pan-cancer single-cell transcriptional atlas of tumor infiltrating myeloid cells. Cell. 2021Feb; 184, 792–809.