乳腺肿瘤相关成纤维细胞研究进展

叶佳慧，张伟杰

南京大学医学院附属鼓楼医院

乳腺癌的发生、发展是多因素相互作用的复杂过程，肿瘤相关成纤维细胞分泌多种因子可导致乳腺癌的发生，诱导肿瘤血管生成，促进肿瘤的转移，诱导肿瘤耐药；同时，亦可通过肿瘤相关成纤维细胞表达判断患者的临床预后。肿瘤相关成纤维细胞有望成为肿瘤治疗的新靶点。

通信作者：张伟杰，zhangweijie1616@

原文参见：国际肿瘤学杂志. ;46(6):358-361.

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤，也是目前女性死亡率最高的肿瘤之一。肿瘤的发生、发展是一个肿瘤细胞与其微环境相互作用、共同演进的动态过程。肿瘤微环境包括细胞外基质、基质细胞（包括成纤维细胞、免疫细胞、炎症细胞、内皮细胞和骨髓来源的细胞等）、细胞因子以及趋化因子等。其中肿瘤相关成纤维细胞是肿瘤基质细胞的主要成分。与正常的成纤维细胞相比，肿瘤相关成纤维细胞可分泌多种生长因子、细胞因子和细胞外基质等，这些因子对促进肿瘤的发生、增殖、肿瘤血管生成、侵袭、转移起着至关重要的作用【1-3】。肿瘤相关成纤维细胞还可作为乳腺癌临床诊断、治疗、预后的生物标志物，并有望成为肿瘤治疗的靶标。

1肿瘤相关成纤维细胞的概述

肿瘤相关成纤维细胞由于不同的起源而具有异质性，目前认为肿瘤相关成纤维细胞来源于活化的正常成纤维细胞、肿瘤干细胞、上皮细胞的上皮→间质转化间质干细胞、内皮细胞的内皮→间质转化、乳腺组织中的转分化细胞，如脂肪细胞或平滑肌细胞等【4】。肿瘤相关成纤维细胞为纺锤形细胞，具有丰富的嗜碱性细胞质和凹陷的细胞核。细胞质中可见丰富的粗面内质网、游离核糖体、高尔基复合体、各种收缩细丝和张力纤维丝。肿瘤相关成纤维细胞具有显着的生物学特性，它可以过表达α-平滑肌肌动蛋白、成纤维细胞激活蛋白、基质细胞衍生因子-1、血小板诱导生长因子受体α或者β、S100钙结合蛋白A4、生腱蛋白-C、硫酸软骨素蛋白多糖、平足蛋白、成纤维细胞特异性蛋白等。

目前可以通过α-平滑肌肌动蛋白和成纤维细胞激活蛋白的共同表达鉴定肿瘤相关成纤维细胞【5】，也可以通过其他标志物对肿瘤相关成纤维细胞进行鉴定，但这些标志物在其他组织中也有表达【6】。目前对肿瘤相关成纤维细胞的鉴定方法仍未统一。

2肿瘤相关成纤维细胞促进肿瘤的发生

肿瘤相关成纤维细胞能够诱导骨髓源性内皮细胞在血管中生成、募集、细胞外基质重塑等，从而促进肿瘤的生长；肿瘤相关成纤维细胞还可大量分泌致癌生长因子促进肿瘤的增殖，如趋化因子、生长因子、降解细胞外基质的蛋白等，其中包括成纤维细胞生长因子、肝细胞生长因子、转化生长因子β、基质金属蛋白酶和基质细胞衍生因子-1等。肿瘤相关成纤维细胞可以表达高水平的肝细胞生长因子，而其受体c-Met主要在上皮癌细胞中表达，肝细胞生长因子的过表达可导致乳腺分支增加以及乳腺上皮细胞过度增殖。肿瘤相关成纤维细胞还可促进Girdin蛋白的磷酸化，调节肌动蛋白的重塑，通过结合此蛋白调节肌动蛋白的收缩性，促进细胞外基质重塑，从而促使肿瘤生长【7】。

3肿瘤相关成纤维细胞促进肿瘤血管生成

肿瘤微环境可通过释放各种细胞因子和生长因子诱导肿瘤血管生成。其中，肿瘤相关成纤维细胞可自分泌血小板生长因子C，进一步形成促血管生成因子，如成纤维细胞生长因子2和骨调素。肿瘤相关成纤维细胞通过分泌基质细胞衍生因子-1刺激肿瘤细胞分泌更多的趋化因子受体4，并与之结合，进而募集内皮祖细胞至肿瘤组织促进肿瘤血管生成。血管内皮生长因子在生理和病理两种状态下均可诱导血管生成，同时也是肿瘤生长的刺激因子，它通过血管内皮生长因子→血管内皮生长因子受体信号通路作用于免疫细胞和肿瘤细胞，导致肿瘤无限制地增殖【8】。研究表明，白细胞介素-6可以增强成纤维细胞分泌血管内皮生长因子的能力，从而诱导血管生成【9】。成纤维细胞生长因子、表皮细胞生长因子、转化生长因子、血小板衍生因子、肿瘤坏死因子α、胰岛素样生长因子-1等可上调血管内皮生长因子mRNA的表达从而诱导血管内皮生长因子表达增强。在管腔型乳腺癌细胞中，胰岛素样生长因子-1通过ERK1/2和蛋白激酶B转导途径触发血管内皮生长因子及其转录调节因子缺氧诱导因子-1α和G蛋白偶联雌激素受体的表达，同时，缺氧诱导因子-1α和G蛋白偶联雌激素受体均有助于促进血管内皮生长因子的表达。胰岛素样生长因子-1与缺氧诱导因子-1α、G蛋白偶联雌激素受体共同诱导血管内皮生长因子介导的血管内皮形成【10】。有研究显示肿瘤相关成纤维细胞衍生的趋化因子配体14可通过促进血管生成和肿瘤相关巨噬细胞数量的增加导致乳腺癌患者结局不良【11】。

4肿瘤相关成纤维细胞促进肿瘤的侵袭和转移

肿瘤细胞的侵袭和转移涉及多个过程。肿瘤相关成纤维细胞参与乳腺癌侵袭和转移的多个步骤：①肿瘤相关成纤维细胞有助于肿瘤细胞内渗进入血液循环；②肿瘤相关成纤维细胞与肿瘤细胞形成复合物，有助于从血管内渗出进入远端器官；③散播的肿瘤相关成纤维细胞有助于原发转移灶的形成和远处组织器官上的陆续增殖【12】。肿瘤相关成纤维细胞在肿瘤侵入血管或淋巴管期间与肿瘤细胞形成细胞簇，这种细胞簇通过保护肿瘤细胞免受免疫攻击，耐受流体机械力和减少肿瘤细胞凋亡来增强肿瘤的侵袭性；此外，肿瘤相关成纤维细胞分泌的细胞因子还可赋予肿瘤细胞免疫逃逸的能力，肿瘤相关成纤维细胞可以通过外泌体将小分子运输到肿瘤细胞，增强其侵袭性。除此之外，肿瘤相关成纤维细胞在新环境中仍可不断分泌生长因子和细胞因子以促进转移性肿瘤细胞的增殖，为远端部位肿瘤细胞生长繁殖提供有利的微环境【13】。

上皮→间质转化是肿瘤转移的关键，肿瘤相关成纤维细胞能够分泌各种生长因子诱导上皮→间质转化【14】。另外，肿瘤相关成纤维细胞能够高表达白细胞介素-32（一种包含RGD模体的细胞因子），并通过RGD模体与整合蛋白β3结合激活乳腺癌细胞内下游P38→MAPK信号通路。这条信号通路可使上皮→间质转化相关标志物的表达增强【15】。研究表明，肿瘤相关成纤维细胞还可通过基质金属蛋白酶促进基底膜的降解，促进乳腺癌细胞的侵袭和转移【3】。

5肿瘤相关成纤维细胞与治疗耐药

乳腺癌治疗耐药存在多种机制，肿瘤相关成纤维细胞在这些机制中均具有非常关键的作用。

肿瘤相关成纤维细胞通过分泌生长因子激活磷酸肌醇3-激酶→蛋白激酶B通路诱导耐药表型的产生，白细胞介素-6和血小板诱导生长因子受体β可作用于乳腺癌患者他莫昔芬的耐药【16，17】。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）为磷酸肌醇3-激酶→蛋白激酶B通路的主要下游靶点，阻断mTOR通路可以很大程度上抑制磷酸肌醇3-激酶→蛋白激酶B通路的活性。有研究表明mTOR抑制剂依维莫司联合芳香化酶抑制剂可以成功克服乳腺癌内分泌治疗耐药【18】。Yamamura等【7】研究显示针对磷酸肌醇3-激酶→蛋白激酶B轴研制出的治疗药物为乳腺癌提供了新的治疗策略。肿瘤相关成纤维细胞可以介导MAPK → ERK途径诱导耐药。研究发现肿瘤相关成纤维细胞分泌的基质细胞衍生因子-1可以与其相应配体趋化因子受体4结合，趋化因子受体4激活后可通过增强丝裂原活化蛋白激酶通路活性，介导乳腺癌细胞获得耐药表型【19】。在具有内分泌抗性的转移性乳腺癌中，研究者发现肿瘤相关成纤维细胞可释放含大量肿瘤miR-221的微泡并诱导产生具有低雌激素受体-α表达的肿瘤干细胞【20】。

与肿瘤细胞相比，肿瘤相关成纤维细胞具有更好的遗传稳定性，因此靶向肿瘤相关成纤维细胞的方法产生耐药的可能性更小【5】，肿瘤相关成纤维细胞可能成为乳腺癌治疗的有效靶点。通过注射针对成纤维细胞激活蛋白α的DNA疫苗可以刺激小鼠乳腺癌模型中成纤维细胞激活蛋白α的特异性细胞毒反应，从而杀死肿瘤相关成纤维细胞、抑制肿瘤的生长【6】。这种T细胞介导的肿瘤免疫疗法可改变能够导致肿瘤免疫逃逸的微环境【21】。依据CD10和GRP77两种表面蛋白的表达定义肿瘤相关成纤维细胞的亚型，其中CD10阳性、GRP77阳性的肿瘤相关成纤维细胞可以通过分泌白细胞介素-6、白细胞介素-8保护肿瘤干细胞免受化学药物的干扰【22】。依据肿瘤相关成纤维细胞分泌的CD29、成纤维细胞激活蛋白、aSMA、PDGFRb、FSP1、CAV16个标志物定义其4种不同的亚型：肿瘤相关成纤维细胞-S1、肿瘤相关成纤维细胞-S2、肿瘤相关成纤维细胞-S3、肿瘤相关成纤维细胞-S4，其中肿瘤相关成纤维细胞-S1可增加CD4阳性CD25阳性T淋巴细胞的存活并促进其分化成CD25阳性FOXP3阳性细胞，还可增强Treg抑制反应性T细胞增殖的能力，研究表明这一亚型的肿瘤相关成纤维细胞是肿瘤免疫抑制的关键成分【23】，对进一步研究针对肿瘤相关成纤维细胞相关疗法具有指导意义。

6肿瘤相关成纤维细胞作为临床预后的相关生物标志物

肿瘤组织中基质含量与患者结局有关，肿瘤基质丰富的乳腺癌患者往往生存时间更短。α-平滑肌肌动蛋白是乳腺癌转移和结局的独立预后因子，α-平滑肌肌动蛋白表达阳性的肌成纤维细胞与患者较低的无瘤生存率和总体生存率相关【24】。有研究显示转化生子因子β受体2是一种新型的乳腺癌预后生物标志物，它的低表达与患者无复发生存期的缩短有关【25】。研究发现成纤维细胞激活蛋白高表达的肿瘤患者其无瘤生存率和总生存率显着提高【24】。

有研究显示基质小窝蛋白-1的低表达与肿瘤的恶性程度、淋巴结状态、淋巴管侵袭、转移、早期复发和生存期的缩短有关，基质小窝蛋白-1的表达增加与三阴性和基底样乳腺癌患者不良结局相关【24】。含有平足蛋白表达的肿瘤相关成纤维细胞可以预示肿瘤患者不良结局【26】。肿瘤相关成纤维细胞中基质金属蛋白酶2和基质金属蛋白酶9的表达水平与淋巴结转移、肿瘤分级和肿瘤结局相关。其中，基质金属蛋白酶2和基质金属蛋白酶9低表达的患者结局相对较好【27】。肿瘤相关成纤维细胞中转录调节因子热休克因子1的激活与乳腺癌患者不良结局相关【25】。

肿瘤相关成纤维细胞具有评估乳腺癌临床预后的潜力。评估其生物标志物的表达水平可能为乳腺癌患者的精准治疗提供信息。

7结语

肿瘤相关成纤维细胞是乳腺癌微环境中最普遍的细胞成分，可促进肿瘤的发生、血管生成、侵袭、转移，也可以作为临床结局判断的重要标志物。但对于肿瘤相关成纤维细胞的起源、特异性的标志物以及促使肿瘤免疫逃逸的具体机制目前尚不明确。对于肿瘤相关成纤维细胞引起的肿瘤耐药问题仍需进一步研究，将来有望通过靶向肿瘤相关成纤维细胞对乳腺癌进行临床诊断、生物学进程的干预、结局的判断，并且为乳腺癌患者及晚期治疗耐药患者的更多治疗提供依据。

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