李治海
Nature综述 | 重新定义抗癌战场:单细胞技术揭秘肿瘤内皮细胞的暗黑力量
2025-7-16 20:01
阅读:578
导语它们潜伏在肿瘤血管内壁,手握三把“魔钥”——既能打开营养输送通道,又能锁死免疫大军,甚至重建肿瘤“钢铁堡垒”。过去15年,抗血管生成药物(如贝伐珠单抗)被誉为“饿死肿瘤”的利器,但60%患者面临耐药魔咒。如今,单细胞技术掀开肿瘤内皮细胞(TEC)的暗黑面纱:这些细胞根本不是“被动管道”,而是操纵肿瘤生态的“终极工程师”。《Nature Reviews Cancer》最新重磅综述揭示:✅ 促血管型TEC占比不足10%,传统靶向治疗如同“大炮打蚊子”

✅ 免疫抑制型TEC 招募巨噬细胞充当“肿瘤保镖”

✅ 基质改造型TEC 分泌胶原搭建癌细胞“防弹衣”

更惊人的是,PLVAP/ACKR1/IGFBP3这“暗黑三剑客”横跨12类癌症,却长期隐匿于科研盲区!本文将带您直击单细胞显微镜下的肿瘤血管战场,看科学家如何破解TEC的“犯罪密码”,并锻造下一代智能抗癌武器——“当我们不再只盯着饿死肿瘤,而是重编程它的血管守卫时,癌症治疗的规则将被永远改写。”

1️⃣ 抗血管治疗的困境:为何“饿死肿瘤”策略频频失效?

关键结论:传统抗血管生成疗法(AAT)靶向的“促血管内皮细胞”在肿瘤中占比不足10%(Govela et al.),远低于预期!

震撼数据:

  • 肺癌中仅8.1%内皮细胞为促血管型;

  • 肝肿瘤中肝窦内皮细胞锐减56%(正常95% → 肿瘤39%)。

机制解析:单细胞测序(scRNA-seq)揭示:肿瘤内皮细胞(TEC)具有跨器官异质性,且存在免疫抑制基质重塑等非经典功能,逃避传统AAT打击。

2️⃣ TEC的“三副面孔”:癌症进展的隐形推手1. 血管工程师(促血管型)
  • 标志细胞:尖端细胞(Tip cells)

  • 核心标记:PLVAP(跨癌种高表达)、COL4A1(基底膜重塑)

  • 作恶方式

  • 激活VEGF/Notch通路诱导血管新生;

  • 提升糖酵解和氧化磷酸化代谢(CRC中上调35%)。

2. 免疫哨兵(免疫调节型)
  • 标志细胞:ACKR1⁺内皮细胞

  • 核心功能

  • 下调MHC-II表达,抑制抗原呈递(肺癌/结直肠癌);

  • 分泌CCL2/IL6招募免疫抑制细胞(胃癌深层TEC)。

  • 致命案例:肝癌PLVAP⁺TEC通过Delta-Notch信号极化肿瘤相关巨噬细胞(TAM)。

3. 基质改造师(ECM重塑型)
  • 核心标记:IGFBP3(胰岛素样生长因子结合蛋白3)

  • 破坏性作用

  • 上调胶原修饰酶(LOXL2/PLOD1),促进肿瘤转移;

  • 在肺癌TEC中表达量排名前1%。

图 1 | 通过单细胞 RNA 测序表征的不同癌症类型中肿瘤内皮细胞的分布图

3️⃣ 跨癌种“暗黑三剑客”:PLVAP/ACKR1/IGFBP3

惊人发现这3个标记物在10大癌种TEC中普遍高表达,却长期被忽视!

临床关联:

*失败原因:未联合免疫治疗,且未区分TEC特异性

图 2 | 肿瘤富集内皮细胞的常见标志物及功能

4️⃣ 破局之道:下一代抗癌武器库技术革命:
  • 时空转录组(scST):定位TEC与免疫细胞的“犯罪现场”(如肝肿瘤中PLVAP⁺TEC与TAM共定位);

  • 多组学整合:TEA-seq技术同步检测染色质开放状态+转录组+蛋白,破解TEC耐药机制。

治疗新策略:
  • 血管正常化:低剂量抗VEGF联合免疫检查点抑制剂(80项临床试验进行中);

  • 双靶点打击:PLVAP/组织因子双抗在肝癌模型抑瘤率提升300%(vs 单抗);

  • 代谢干预:二甲双胍激活脂质处理内皮细胞(LIPEC),改善乳腺癌生存率。

图 3 | 描绘内皮细胞异质性的新技术

5️⃣ 未来战场:四大未解之谜
  1. 转移性肿瘤是否“特训”出更强TEC?

  2. 血管拟态(癌细胞转分化为TEC)如何靶向?

  3. 为何TEC的器官差异性低于正常内皮细胞?

  4. 能否将TEC从“免疫帮凶”重编程为“抗肿瘤战士”?

主编结语

“肿瘤内皮细胞不是单纯的管道工,而是肿瘤生态系统的总工程师——它们铺设血管铁路运输养分,建造胶原屏障阻挡免疫部队,甚至招募巨噬细胞充当保镖。单细胞技术让我们看清这张暗网,而摧毁它需要多靶点智能炸弹。”——改写自Peter Carmeliet教授团队展望

数据来源:Zeng et al., Nature Reviews Cancer (2023) DOI: 10.1038/s41568-023-00591-5

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