肿瘤微环境是肿瘤细胞与宿主免疫系统相互作用的主要场所。不同的免疫细胞亚群通过趋化因子和趋化因子受体之间的相互作用被招募到肿瘤微环境中,这些群体对肿瘤进展和治疗结果具有不同的影响。
一、趋化因子受体和配体配对
趋化因子是一种小的分泌蛋白,以其在介导免疫细胞运输和淋巴组织发育中的作用而闻名。趋化因子是最大的细胞因子亚家族,根据其蛋白质序列中前两个半胱氨酸 (C) 残基的位置,可进一步细分为四个主要类别:即 CC-趋化因子、CXC-趋化因子、C-趋化因子和 CX 3 C-趋化因子(见图1)。
在肿瘤微环境中,趋化因子可以由肿瘤细胞和其他细胞表达,包括免疫细胞和基质细胞。此外,趋化因子可以直接靶向肿瘤微环境中的非免疫细胞,包括肿瘤细胞和血管内皮细胞,它们已被证明可以调节肿瘤细胞增殖、癌症干细胞样细胞特性、癌症侵袭和转移。因此,趋化因子直接和间接影响肿瘤免疫;塑造肿瘤免疫和生物学表型;并影响癌症进展、治疗和患者预后。
图1 趋化因子受体和配体配对
二、趋化因子促进肿瘤免疫和促肿瘤作用
不同的淋巴细胞进入肿瘤微环境,它们可以调节原发性肿瘤和转移部位的肿瘤免疫反应。不同的淋巴细胞亚群通过不同的趋化因子-趋化因子受体信号通路被招募到肿瘤微环境中。效应 T 细胞、NK 细胞和可能的 NKT 细胞可能介导抗肿瘤免疫(见图2)。
趋化因子可能促进肿瘤发生的另一种方式是通过调节调节性 T (T reg ) 细胞募集到肿瘤微环境中。因此,趋化因子介导的 T reg细胞募集到肿瘤微环境中以及它们在转移前部位的存在支持了肿瘤的发生、进展和转移。而 T reg细胞、TH 22细胞和可能的 B 细胞可能促进肿瘤发生(见图3)。
图2 趋化因子促进肿瘤免疫
图3 趋化因子的促肿瘤作用
三、趋化因子和肿瘤相关 APC
APC——包括 DC、巨噬细胞、B 细胞,可能还有髓源性抑制细胞 (MDSC)——被招募到肿瘤微环境中;它们通过与 T 细胞相互作用来调节抗肿瘤免疫,并通过与肿瘤(干细胞样)细胞和基质细胞相互作用来影响肿瘤发生。总之,不同的趋化因子介导不同 APC 亚群向肿瘤微环境的募集,这些 APC 对肿瘤免疫和癌症进展有不同的调节作用。除了靶向免疫细胞外,趋化因子还可以通过直接靶向肿瘤细胞和肿瘤基质细胞来影响肿瘤发生。
四、趋化因子对肿瘤细胞的影响
趋化因子可以直接和间接靶向肿瘤干细胞样细胞和基质细胞。不同的趋化因子-趋化因子受体信号通路影响肿瘤细胞增殖、干性和血管生成,从而最终改变患者的肿瘤转移和疾病结果(见表1)。
表1 趋化因子在肿瘤微环境中的作用
五、肿瘤中趋化因子的表达调控
趋化因子表达受癌症内在遗传和表观遗传机制以及肿瘤微环境中的环境线索的调节(见图4)。
图4 肿瘤免疫表型和生物表型之间的关系和机制
六、趋化因子和癌症免疫疗法
鉴于趋化因子及其受体在炎症性人类疾病中具有重要作用,因此已努力针对患有自身免疫性疾病和慢性炎症的患者的趋化因子网络。相关研究表明,改善对癌症免疫治疗和化疗的治疗反应与肿瘤微环境中th1型趋化因子水平和效应T细胞数量的增加有关。
趋化因子和趋化因子受体介导免疫细胞运输到肿瘤微环境中。不同的免疫细胞亚群对癌症进展和治疗有不同的贡献。因此,直接和间接操纵趋化因子-趋化因子受体信号通路可能重塑肿瘤的免疫和生物表型,从而提高免疫治疗的疗效。