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桥接肿瘤微环境:癌症相关成纤维细胞在肿瘤恶病质发展中的关键作用

已有 255 次阅读 2025-7-15 08:11 |个人分类:肿瘤研究|系统分类:科研笔记

桥接肿瘤微环境:癌症相关成纤维细胞在肿瘤恶病质发展中的关键作用 肿瘤恶病质是一种毁灭性的多因素综合征,表现为进行性肌肉萎缩(伴或不伴脂肪丢失)、全身性炎症和代谢紊乱,深刻影响患者生活质量及生存率。近年研究揭示,肿瘤微环境(TME)中活跃的“帮凶”——癌症相关成纤维细胞(CAFs),在恶病质发展中扮演着核心角色,成为连接局部肿瘤与全身性消耗的关键桥梁。

一、 CAFs:肿瘤微环境的代谢与炎症引擎

异质性与活化: CAFs来源多样(静息成纤维细胞、间充质干细胞等),受TGF-β、IL-1、PDGF等肿瘤信号强力激活,呈现高度异质性(如肌成纤维细胞型、炎症型)。 代谢重编程: CAFs经历“逆向瓦博格效应”——即便氧气充足,也优先进行糖酵解,大量产生乳酸。这为肿瘤细胞提供了现成能量底物(乳酸被肿瘤细胞用于氧化磷酸化),同时营造局部酸性环境,促进侵袭。 炎症因子工厂: CAFs是TME中IL-6、IL-1β、LIF、TNF-α、CXCL12等关键促炎/促恶病质因子的主要来源。这些因子不仅作用于局部肿瘤进展,更渗入循环系统,引发系统性炎症反应。

二、 CAFs驱动恶病质的关键机制:从局部到全身

肌肉消耗的直接推手: 激活肌肉降解通路: CAFs分泌的IL-6、LIF等强力激活肌肉细胞内的JAK/STAT3信号通路,上调肌肉特异性E3泛素连接酶(如MuRF1, Atrogin-1/MAFbx),通过泛素-蛋白酶体系统(UPS)加速肌肉蛋白分解。 抑制肌肉合成: 炎症因子(如TNF-α)及CAFs可能产生的其他因子可干扰IGF-1/PI3K/Akt/mTOR这条关键的肌肉合成信号通路,抑制蛋白质合成。 诱导肌细胞凋亡: 持续炎症和特定因子可触发肌细胞凋亡。 脂肪组织耗竭的驱动者: 促进脂肪分解: CAFs产生的IL-6、PGE2等因子可刺激脂肪组织产生更多IL-6,激活脂肪细胞内的JAK/STAT3和PKA通路,上调脂肪分解关键酶(如激素敏感性脂肪酶 HSL),导致大量游离脂肪酸(FFAs)释放入血。 抑制脂肪生成: 炎症环境抑制脂肪细胞分化(脂肪生成)相关基因(如PPARγ)表达。 脂肪组织褐变/米色化: CAFs分泌的因子(如IL-6)可能参与诱导白色脂肪组织发生褐变(或米色化),增加产热和能量消耗,加剧全身能量负平衡。CAFs分泌的BMP4也被证实是强有力的脂肪褐变诱导因子。 全身代谢紊乱的放大器: 系统性炎症: CAFs是肿瘤源性促炎因子进入循环的主要通道之一,持续驱动慢性低度系统性炎症,这是恶病质的核心特征,直接影响中枢神经系统(厌食、疲劳)、肝脏(急性期蛋白合成增加)和肌肉脂肪代谢。 代谢底物劫持与浪费: CAFs的活跃糖酵解与肿瘤细胞争夺葡萄糖,导致宿主其他组织(尤其肌肉)能量供应不足。同时,CAFs驱动的脂肪分解产生的FFAs,一部分被肿瘤和CAFs自身利用,另一部分在肝脏不完全氧化生成酮体,可能进一步被肿瘤利用或造成代谢负担。肌肉分解产生的氨基酸(如支链氨基酸BCAAs)也常被肿瘤优先摄取用于增殖。 器官间通讯(恶病质因子): CAFs是产生和分泌被称为“恶病质因子”(如PTHrP、TNF-α、IL-6、LIF)的重要来源。这些因子通过血液到达远端器官(肌肉、脂肪、肝脏、大脑),直接诱导分解代谢或抑制合成代谢。

三、 CAFs作为治疗恶病质的潜在靶点

认识到CAFs在恶病质中的核心作用,靶向CAFs及其介导的通路成为极具前景的治疗策略: 靶向CAFs活化与存活: 抑制关键激活通路: 如靶向TGF-β信号通路(单抗、小分子抑制剂)阻止成纤维细胞向CAFs转化。 诱导CAFs凋亡或衰老: 开发特异性药物清除或抑制促恶病质CAFs亚群。 阻断CAFs分泌的促恶病质因子: 细胞因子拮抗剂: 如抗IL-6R抗体(如Tocilizumab)、抗IL-6抗体、抗LIF抗体等已在临床试验中显示出改善恶病质症状(如食欲、体重稳定)的潜力。靶向TNF-α(如依那西普)也有研究。 靶向外泌体: CAFs分泌的外泌体携带多种促恶病质分子(miRNA, 蛋白质),阻断其生成或摄取是新兴方向。 干扰CAFs介导的代谢串扰: 抑制乳酸转运: 使用MCT1/4抑制剂阻断CAFs产生的乳酸被肿瘤细胞摄取利用,可能间接影响能量争夺。 调节脂肪分解/褐变: 探索靶向CAFs产生的诱导脂肪分解(如PGE2通路)或褐变(如BMP4通路)的因子。

四、 挑战与展望

CAFs异质性: 不同CAFs亚群在恶病质中的作用可能不同(促恶病质 vs 潜在保护性),需精确识别和靶向“致病亚群”。 治疗窗口与安全性: CAFs在某些阶段也扮演限制肿瘤转移的角色,完全清除或抑制CAFs可能带来不良后果。需寻找平衡点或开发精准策略。 复杂网络调控: 恶病质是多器官、多通路共同作用的结果,单一靶向CAFs可能效果有限,需考虑联合治疗(如联合营养支持、抗炎药、合成代谢制剂等)。 转化研究瓶颈: 亟需更完善的临床前模型(如人源化模型、类器官共培养)和生物标志物来验证靶点、筛选患者及评估疗效。

结论

癌症相关成纤维细胞(CAFs)是肿瘤微环境中驱动恶病质发展的关键效应细胞。它们通过重编程自身代谢、分泌大量促炎及促分解因子,构建起一座从局部肿瘤到全身消耗的“桥梁”,直接作用于肌肉和脂肪组织诱导分解代谢,并放大系统性炎症和代谢紊乱。深入解析CAFs的异质性及其介导恶病质的具体分子机制,将为开发靶向CAFs或其下游效应通路的精准治疗策略提供坚实基础,最终有望改善肿瘤恶病质这一临床难题,提高患者生存质量和预后。未来研究需致力于克服异质性挑战,探索安全有效的联合干预方案,实现从机制研究到临床应用的跨越。 肿瘤微环境的战争不仅发生在癌细胞周围,更在CAFs搭建的隐形桥梁上蔓延至全身。切断这座桥,或许就能守住生命的力量。



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