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解读癌症相关成纤维细胞

期刊:Journal of Experimental MedicineDOI:10.1084/jem.20182069

类型b

作者与机构
本文由Giulia Biffi与David A. Tuveson共同撰写,两人均来自美国冷泉港实验室(Cold Spring Harbor Laboratory)癌症中心。文章发表于2018年的《Journal of Experimental Medicine》(JEM)第215卷第12期。

主题与背景
本文是一篇关于肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)中癌症相关成纤维细胞(Cancer-Associated Fibroblasts, CAFs)的评论性文章,重点探讨了CAFs的异质性、起源及其在肿瘤进展中的多重作用。作者结合Raz等团队的最新研究(2018年发表于JEM),系统分析了CAFs的功能多样性、分子特征及其对治疗策略的潜在影响。

主要观点与论据

  1. CAFs的异质性及其功能多样性
    CAFs是肿瘤微环境中的核心基质细胞,传统观点认为其 uniformly pro-tumorigenic( uniformly pro-tumorigenic),但近年研究发现CAFs存在功能异质性,部分亚群甚至具有抑瘤作用。例如:

    • 促肿瘤亚群:分泌细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)成分,改变肿瘤物理化学特性,阻碍药物输送(Olive et al., 2009);分泌促血管生成因子(如VEGF)并招募免疫抑制细胞(Öhlund et al., 2014)。
    • 抑瘤亚群:部分CAFs可通过抑制炎症反应或促进基质正常化限制肿瘤进展(O’Connell et al., 2011;Rhim et al., 2014)。
      单细胞RNA测序(single-cell RNA-sequencing)进一步证实了CAFs的转录组多样性(Li et al., 2017;Lambrechts et al., 2018),但需建立统一的分类标准。
  2. CAFs的起源与谱系决定功能
    CAFs可来源于多种前体细胞,包括:

    • 原位静息成纤维细胞(resident fibroblasts)
    • 骨髓来源的间充质细胞(bone marrow-derived mesenchymal cells,如Raz等发现的PDGFRα阴性亚群)
    • 脂肪细胞、内皮细胞等(Kalluri, 2016)。
      Raz等的研究首次证明,乳腺癌中部分CAFs来源于骨髓前体细胞,其转录特征与原位成纤维细胞不同,且特异性促进血管生成(angiogenesis)。这一发现提示CAFs的功能可能受其起源谱系预先决定。
  3. CAFs的可塑性及治疗靶向潜力
    CAFs的亚型可随肿瘤信号动态转换。例如:

    • 胰腺癌中,肿瘤分泌的配体(如IL-1、TGF-β)可驱动CAFs在促炎表型(inflammatory CAFs)与肌成纤维细胞表型(myofibroblastic CAFs)间转换(Öhlund et al., 2017)。
    • 靶向干预:维生素D受体激动剂可将促瘤CAFs逆转为静息状态(Sherman et al., 2014);选择性阻断IL-1信号可抑制促炎CAFs的形成(Biffi et al., 2018)。
      这种可塑性为开发基质重编程疗法提供了机会。
  4. 技术挑战与未来方向

    • 标记物开发:目前缺乏CAFs特异性标记物,需结合多标记物 panels 构建谱系追踪模型。
    • 动物模型:需开发新型报告基因小鼠(reporter allele mice)以揭示CAFs的起源与动态行为。
    • 临床转化:需明确不同癌症中CAFs亚型的保守性与特异性,并设计联合治疗策略(如抗血管生成药物+CAFs重编程药物)。

意义与价值
本文系统梳理了CAFs研究的三大核心问题——异质性、起源与可塑性,强调了靶向CAFs亚型的治疗潜力。其科学价值在于:
1. 推动对肿瘤微环境复杂性的认知,挑战了CAFs的单一促瘤范式;
2. 为开发基于基质调控的精准疗法提供理论依据,如针对骨髓来源CAFs或特定信号通路的干预策略;
3. 提出技术革新需求(如单细胞分析、活体成像),促进跨学科合作。

亮点总结
- 整合最新实验证据(如Raz等2018年研究)与临床前数据,提出CAFs功能“谱系预先决定”假说。
- 强调CAFs可塑性的治疗意义,列举已获验证的重编程策略(如维生素D受体激动剂)。
- 呼吁建立CAFs分类的标准化框架,以加速转化研究。

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