巨噬細(xì)胞對(duì)白血病細(xì)胞保護(hù)的作用研究范文
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在惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中，腫瘤細(xì)胞可通過(guò)多種機(jī)制重塑機(jī)體的抗腫瘤免疫應(yīng)答。盡管巨噬細(xì)胞可有效殺傷腫瘤細(xì)胞，但在惡性腫瘤患者體內(nèi)，巨噬細(xì)胞被極化為具有促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞在實(shí)體腫瘤包括淋巴瘤中得到廣泛研究［1-3］。近年來(lái)，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞在白血病中的作用逐漸受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，本文就腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞對(duì)白血病細(xì)胞的保護(hù)作用作一綜述。
1巨噬細(xì)胞及其極化
巨噬細(xì)胞是天然免疫系統(tǒng)的重要成員之一，具有抗細(xì)菌、抗真菌、抗腫瘤等多種生物學(xué)功能［4］。巨噬細(xì)胞通過(guò)與外界刺激信號(hào)相互作用進(jìn)而分化為具有不同功能亞群的過(guò)程稱為極化［5］。巨噬細(xì)胞此種可塑性具有組織特異性，并且受自身與系統(tǒng)信號(hào)的調(diào)節(jié)。由于對(duì)周圍組織、病原體或激活的淋巴細(xì)胞來(lái)源的不同信號(hào)的應(yīng)答，巨噬細(xì)胞可分化為M1與M2兩種不同功能的極化類型。M1型巨噬細(xì)胞被認(rèn)為是活化巨噬細(xì)胞，受脂多糖、γ-干擾素、腫瘤壞死因子或巨噬細(xì)胞集落刺激因子的極化，進(jìn)而產(chǎn)生多種抗菌劑及炎癥介質(zhì)，如IL-6、活性氧和一氧化氮等［6，7］。相反，M2型巨噬細(xì)胞受IL-4與IL-10等極化，可分泌精氨酸酶、基質(zhì)金屬蛋白酶、TGF-β、IL-10和其他抑制免疫、血管再生與組織修復(fù)的細(xì)胞因子。根據(jù)受極化信號(hào)的不同，M2型巨噬細(xì)胞可分為M2a、M2b、M2c與M2d［8］。在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，巨噬細(xì)胞可被極化為具有促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展功能的M2型巨噬細(xì)胞，也稱為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(Tumor-associatedmacrophage，TAM)。TAM在腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)等方面均發(fā)揮十分重要的作用。惡性腫瘤患者體內(nèi)TAM極化的詳細(xì)機(jī)制未完全闡明，不同類型腫瘤可能通過(guò)不同方式極化巨噬細(xì)胞。腫瘤缺氧微環(huán)境可誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子(Hypoxiainduciblefactor，HIF)表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)變［9］。此外腫瘤細(xì)胞分泌的IL-10及TGF-β均可誘導(dǎo)TAM的極化［10］。關(guān)于TAM極化的詳細(xì)機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。
2TAM對(duì)白血病細(xì)胞的保護(hù)作用
2.1TAM對(duì)慢性淋巴細(xì)胞白血病的保護(hù)作用
慢性淋巴細(xì)胞白血病(Chroniclymphocyticleukemia，CLL)是主要發(fā)生于中老年人群的一種成熟B淋巴細(xì)胞克隆增殖性腫瘤，以淋巴細(xì)胞在外周血、骨髓、脾臟和淋巴結(jié)聚集為特征。CLL患者的中位生存時(shí)間約10年，但不同患者的預(yù)后呈高度異質(zhì)性［11］。盡管CLL細(xì)胞在體內(nèi)可大量增殖，但體外培養(yǎng)卻很快凋亡，提示腫瘤微環(huán)境在CLL細(xì)胞存活中起重要作用［12］。此后學(xué)者發(fā)現(xiàn)，滋養(yǎng)細(xì)胞(Nurse-likecells，NLCs)可促進(jìn)CLL細(xì)胞體外增殖、增強(qiáng)其抗凋亡能力。NLCs表達(dá)高水平CD68，且基因表達(dá)譜檢測(cè)結(jié)果提示其基因表達(dá)特點(diǎn)與M2型巨噬細(xì)胞相似［13］，即CLL中的TAM。CD14+細(xì)胞通過(guò)與CLL細(xì)胞或正常B淋巴細(xì)胞接觸、相互作用，可分化成為NLCs。與CLL細(xì)胞相互作用產(chǎn)生的NLCs表達(dá)高水平CD163與CD68，能夠通過(guò)分泌CCL4促進(jìn)CLL細(xì)胞增殖、抵抗凋亡。與正常B細(xì)胞相互作用分化而來(lái)的NLCs表達(dá)低水平CD163與CD68，且對(duì)CLL細(xì)胞無(wú)保護(hù)作用［14］。提示只有CLL細(xì)胞可誘導(dǎo)單核/巨噬細(xì)胞分化成TAM，進(jìn)而促進(jìn)CLL細(xì)胞增殖。雖然大多數(shù)研究均證實(shí)TAM在白血病細(xì)胞存活及耐藥中發(fā)揮十分重要的作用，但其機(jī)制尚未完全闡明。TAM可能通過(guò)趨化因子CXCL12、CXCL13及血管細(xì)胞黏附分子-1(Vascularcelladhesionmole-cule-1，VCAM1)來(lái)促進(jìn)CLL細(xì)胞增殖［15］。
近來(lái)Boissard等［16］首次研究發(fā)現(xiàn)，CLL細(xì)胞高表達(dá)淋巴細(xì)胞功能抗原-3(Lymphocytefunctionassociatedanti-gen-3，LFA-3)，而TAM表達(dá)CD2，TAM通過(guò)LFA-3/CD2相互作用增強(qiáng)CLL細(xì)胞的抗凋亡能力。該研究還分析了60例一線接受免疫化療(化療聯(lián)合利妥昔單抗)的患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)LFA-3的升高與患者預(yù)后不良明顯相關(guān)［16］。因此，深入研究TAM對(duì)CLL的保護(hù)作用及其機(jī)制可能尋找到新的針對(duì)CLL的治療靶點(diǎn)。布魯頓酪氨酸激酶(Bruton'styrosinekinase，BTK)抑制劑依魯替尼(Ibrutinib)2014年被批準(zhǔn)用于CLL患者的治療。近來(lái)有研究顯示依魯替尼可促進(jìn)NLCs表達(dá)TAM相關(guān)標(biāo)志。經(jīng)依魯替尼處理過(guò)的NLCs具有抵抗化療藥物誘導(dǎo)的CLL細(xì)胞凋亡，其機(jī)制可能與分泌IL-10有關(guān)［17］。因此，依魯替尼在CLL治療中的作用可能被重新評(píng)估，尤其對(duì)于某些治療效果不理想的患者。
2.2TAM對(duì)急性髓系白血病的保護(hù)作用
急性髓系白血病(Acutemyeloidleukemia，AML)是一種由于造血干祖細(xì)胞基因突變所致的克隆性造血系統(tǒng)惡性腫瘤。AML是成人最常見(jiàn)急性白血病，約占成人白血病的80%。目前，AML仍是不可治愈性疾病。有關(guān)TAM對(duì)AML細(xì)胞保護(hù)作用的研究較少，但已有研究證實(shí)TAM在AML細(xì)胞的存活及耐藥中均具有十分重要的作用［18］。本課題組尚未發(fā)表的前期研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)AML患者白血病細(xì)胞體外培養(yǎng)呈現(xiàn)兩種生長(zhǎng)模式，一種為細(xì)胞色澤暗淡，與周圍細(xì)胞分離生長(zhǎng);另一種為細(xì)胞色澤鮮亮，與周圍細(xì)胞結(jié)合在一起。對(duì)周圍細(xì)胞的進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，其主要為巨噬細(xì)胞。體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)此種巨噬細(xì)胞對(duì)阿糖胞苷誘導(dǎo)的白血病細(xì)胞凋亡具有保護(hù)作用。但詳細(xì)分子機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究探索。上述結(jié)果提示TAM與AML細(xì)胞耐藥有關(guān)。因此，探究針對(duì)TAM的治療策略可能有助于逆轉(zhuǎn)AML細(xì)胞耐藥。最近德國(guó)學(xué)者在TAM對(duì)AML細(xì)胞保護(hù)作用方面取得突破性進(jìn)展［18］。
CD163是單核/巨噬細(xì)胞標(biāo)志，CD206為TAM標(biāo)志。AI-Matary等［18］發(fā)現(xiàn)AML患者骨髓中CD163+CD206+TAM比例較健康對(duì)照組明顯升高。采用動(dòng)物模型，他們發(fā)現(xiàn)AML細(xì)胞可誘導(dǎo)非白血病小鼠來(lái)源的單核/巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)門AM，并在小鼠骨髓及脾臟中大量聚集;分離這類TAM，體外證實(shí)其對(duì)白血病細(xì)胞系C1498GFP的生長(zhǎng)有明顯促進(jìn)作用，上述研究結(jié)果提示AML細(xì)胞可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化為TAM［18］。獨(dú)立生長(zhǎng)因子1(Growthfactorindependence1，Gfi1)在造血干細(xì)胞分化及成熟過(guò)程中具有十分重要的作用。白血病小鼠體內(nèi)的TAM及體外與白血病細(xì)胞系共培養(yǎng)的巨噬細(xì)胞內(nèi)Gfi1mRNA表達(dá)上調(diào)2倍;與野生型小鼠相比，Gfi1基因敲除小鼠生存期更長(zhǎng)，骨髓及外周血白血病細(xì)胞比例更低，巨噬細(xì)胞多呈現(xiàn)M1型［18］。上述結(jié)果提示Gfi1在AML極化TAM過(guò)程具有重要作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Gfi1使巨噬細(xì)胞向M2型極化，阻止其向M1型極化可能與其抑制Toll樣受體4信號(hào)通路有關(guān)［18］。此外，TAM上調(diào)Gfi1表達(dá)是其分泌精氨酸酶-1及IL-10等免疫抑制分子所必需的［19］。盡管目前有關(guān)Gfi1在AML極化TAM中的研究不夠深入，認(rèn)識(shí)有限，但Gfi1可能作為AML潛在的預(yù)后分層標(biāo)志或治療靶點(diǎn)。
2.3TAM對(duì)急性淋巴細(xì)胞白血病的保護(hù)作用
急性淋巴細(xì)胞白血病(Acutelymphoblasticleukemia，ALL)是一種起源于B系或T系淋巴細(xì)胞的惡性腫瘤性疾病。ALL占兒童白血病的70%以上，預(yù)后較好;ALL占成人白血病的20%左右，預(yù)后較差。采用Notch1誘導(dǎo)的小鼠T細(xì)胞ALL(T-ALL)模型，Chen等［19］研究了小鼠骨髓及脾臟中TAM的表型及功能。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)論是脾臟來(lái)源的TAM，還是骨髓來(lái)源的TAM，均可促進(jìn)T-ALL細(xì)胞的增殖，且均具有較強(qiáng)的遷移能力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)脾臟來(lái)源的TAM具有更強(qiáng)的促白血病細(xì)胞增殖能力。轉(zhuǎn)錄組測(cè)序研究發(fā)現(xiàn)骨髓與脾臟來(lái)源的TAM具有不同的基因表達(dá)特征。近來(lái)該課題組又研究了T-ALL小鼠腹膜來(lái)源的TAM的表型及功能［20］。與脾臟及骨髓來(lái)源的TAM相比，腹膜來(lái)源的TAM精氨酸酶-1及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶表達(dá)水平相對(duì)較高。腹膜來(lái)源的TAM同樣可促進(jìn)白血病細(xì)胞增殖。上述研究結(jié)果提示在T-ALL白血病小鼠體內(nèi)不同器官來(lái)源的TAM可能具有不同的功能與表型。
2.4TAM對(duì)成人T細(xì)胞白血病/淋巴瘤的保護(hù)作用
成人T細(xì)胞白血病/淋巴瘤(AdultT-cellleuke-mia/lymphoma，ATLL)是一種少見(jiàn)的T細(xì)胞來(lái)源的惡性腫瘤。ATLL常發(fā)生于日本西南部、加勒比盆地及中非等地區(qū)。目前認(rèn)為ATLL與長(zhǎng)期感染人類白血病病毒Ⅰ型有關(guān)［21］。Komohara等［22］研究了TAM在ATLL中的預(yù)后意義。結(jié)果發(fā)現(xiàn)高比例TAM提示預(yù)后不良。多因素分析顯示TAM是ATLL獨(dú)立的不良預(yù)后因素。體外共培養(yǎng)TAM與ATLL細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)TAM可明顯促進(jìn)ATLL細(xì)胞增殖。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TAM可通過(guò)分泌C5a、腫瘤壞死因子、IL-6等促進(jìn)ATLL細(xì)胞增殖。2014年，Saito等［21］報(bào)道ATLL患者體內(nèi)，TAM數(shù)量及比率與反應(yīng)腫瘤細(xì)胞增殖能力的Ki-67呈正相關(guān)，但并未發(fā)現(xiàn)TAM與預(yù)后的相關(guān)性。鑒于目前研究較少，上述結(jié)論仍需繼續(xù)研究。
3結(jié)語(yǔ)與展望
近年來(lái)，TAM對(duì)白血病細(xì)胞的保護(hù)作用逐漸被認(rèn)識(shí)。由于實(shí)體腫瘤與白血病的生物學(xué)行為不完全一致，因此，TAM在其中的作用機(jī)制可能不盡相同。巨噬細(xì)胞起源于造血干細(xì)胞，與白血病細(xì)胞相互作用的機(jī)會(huì)更多，因此，研究TAM在白血病發(fā)生、發(fā)展中的作用可能更有意義。針對(duì)該領(lǐng)域的深入研究可能有助于建立新的白血病預(yù)后模型或開(kāi)辟新的治療靶點(diǎn)。
作者：梁峰;趙楊祉；蘇龍；高素君 單位：吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)部臨床醫(yī)學(xué)院