中药干预卵巢癌肿瘤微环境的研究进展

2022-11-26 12:25刘少璇韩凤娟
江苏中医药 2022年9期
关键词:外泌体卵巢癌中药

王 菲 刘少璇 李 敏 韩凤娟

(1.黑龙江中医药大学研究生院,黑龙江哈尔滨 150040;2.黑龙江中医药大学附属第一医院,黑龙江哈尔滨 150040)

卵巢癌是女性生殖系统恶性肿瘤的主要死亡原因,在全球范围内存在较高的死亡率、复发率和低生存率,5年生存率低于45%[1-2]。由于缺少有效的早期诊断手段,大多数患者在确诊时已为中晚期。卵巢癌的治疗方法仍以手术及术后辅助化疗为主,且分子靶向技术和免疫治疗等新疗法在不断改进中,但临床疗效欠佳。如今,肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)在肿瘤发生发展中的作用日益引起人们的重视。TME是指肿瘤发生发展所处的复杂微生态内环境,其主要由肿瘤干细胞、血管相关内皮细胞、免疫细胞、趋化因子等组成[3]。卵巢癌TME中各组分与癌细胞的相互作用,推进了卵巢癌的发生与发展。中药治疗恶性肿瘤的优势在于能够主动实现对TME的重塑,通过中药对卵巢癌TME多途径、多环节、多靶点的调控,从而抑制肿瘤的增殖、侵袭及转移等。本文概述了中药对卵巢癌TME中的肿瘤干细胞、肿瘤相关成纤维细胞、免疫抑制细胞、免疫活性细胞、肿瘤血管生成、细胞外基质以及外泌体的调控作用机制,以期为中药治疗卵巢癌的机制和靶点提供理论依据及临床启发。

1 中药干预卵巢癌TME中的肿瘤干细胞

肿瘤干细胞(CSCs)是肿瘤异质性微环境中具有复制肿瘤原始表型和自我更新能力的细胞群,在免疫抑制的TME中,CSCs和免疫细胞群之间的相互作用使其能够逃脱免疫监视和促进肿瘤发展,因此CSCs在肿瘤增殖、分化、复发、转移和化疗耐药中发挥着重要作用[4]。卵巢癌干细胞(OCSCs)具有很强的可塑性、自我更新潜力和抗肿瘤治疗的能力,与肿瘤的进展和复发密切相关[5]。STEG A D等[6]研究发现,具有干细胞特性的肿瘤细胞富足于复发性卵巢肿瘤组织中,尤其是更具有化疗耐药性的卵巢癌患者中。

中药及其成分可通过多途径、多靶点抑制CSCs增殖及降低其干性。陈莲芙等[7]研究发现,茶树花皂苷可通过抑制Wnt/β-联蛋白信号通路,以抑制卵巢癌干细胞样细胞的增殖及减弱其干性。付杨等[8]研究发现,理冲生髓饮可通过下调转录因子Nanog、Oct4的表达,来降低OCSCs特性,从而增强顺铂敏感性。张婕等[9]研究证明,增免抑瘤方可通过抑制Notch/Jagged1信号通路,抑制OCSCs裸鼠移植瘤的生长。

2 中药干预卵巢癌TME中的肿瘤相关成纤维细胞

成纤维细胞是实体瘤中最主要的细胞,肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)是正常成纤维细胞被肿瘤细胞或免疫细胞等分泌的多种因子激活而成,活化的成纤维细胞获得了为肿瘤进展提供肥沃土壤的能力[10]。CAFs通过分泌生长因子、细胞因子以及基质降解酶等,促进肿瘤生长、血管新生、侵袭及转移,并介导肿瘤药物抗性[11]。WEI D Y等[12]从卵巢癌患者肿瘤组织中分离出CAFs,检测发现肝细胞生长因子(HGF)在CAFs中高度表达,且发现HGF通过激活人卵巢癌SKOV3和HO-8910细胞中的c-Met/PI3K/Akt和GRP78信号通路,促进卵巢癌细胞增殖和介导化疗耐药。

YAN H等[13]研究发现,CAFs通过促进STAT3信号,降低了顺铂诱导卵巢癌细胞凋亡的功能,提高了卵巢癌的化学耐受性,隐丹参酮是丹参酮中的活性成分,其可以增加顺铂在治疗中的效果,机制是通过抑制STAT3信号来逆转CAFs介导的卵巢癌细胞药物耐药。中药单体及复方干预卵巢癌CAFs的报道较少,但有其他肿瘤方面的相关研究。如雷公藤红素通过影响NOX4信号来抑制肝癌相关成纤维细胞的转化,从而抑制肝癌细胞的活力和增殖[14]。漏芦通过抑制CAFs分泌促进胃癌生长的相关因子,极大影响了TME对癌细胞的营养和支持作用,从而抑制胃癌细胞的增殖和迁移[15]。

研究表明,CAFs在卵巢癌的恶性进展、转移、耐药及复发等行为中发挥着重要作用[16]。虽然有关中药干预卵巢癌CAFs的相关报道很少,但通过了解中药干预其他肿瘤CAFs后起到的抑制癌细胞增殖、转移等作用后,给予了我们对通过中药干预卵巢癌CAFs的期望,未来随着对卵巢癌CAFs的深入研究,期待发现中药对其发挥的作用。

3 中药干预卵巢癌TME中的免疫抑制细胞

3.1 中药干预卵巢癌TME中的肿瘤相关巨噬细胞 肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是受到TME中细胞因子、生长因子及趋化因子影响的巨噬细胞转化而来的,分为M1型和M2型,M1型具有抗肿瘤作用,而M2型则具有促进肿瘤进展的作用。TAMs富集于卵巢癌组织和腹水中,通过多种机制(如调节免疫检查点和激活JAK2/STAT3信号通路等)在卵巢癌的发生、转移和侵袭中起着关键作用[17]。瞿秋红等[18]研究发现,通过抑制TAMs B7-H1基因可以减弱人卵巢癌CAOV3细胞的侵袭能力,相反过度表达TAMs B7-H1基因则可以提高人卵巢癌CAOV3细胞的侵袭能力。陈雨[19]研究证明,与TAMs共同培养的卵巢癌细胞组的卵巢癌细胞干性标志物表达水平明显高于单独培养的卵巢癌细胞组(P<0.05),表明TAMs对卵巢癌细胞的干性具有促进作用。

中药及其成分可以通过减少TAMs的浸润、阻断TAMs向M2型的极化、减少M2型巨噬细胞数量及促进TAMs向M1型的极化等,来有效控制卵巢癌细胞的进展。青蒿鳖甲汤可降低大鼠卵巢癌组织中的肿瘤相关巨噬细胞的浸润[20]。低剂量姜黄素可通过调控TAMs的极化来阻断M2型TAMs分泌大量的转化生长因子-β1,进而抑制卵巢癌上皮细胞-间充质转化,最终达到抑制卵巢癌细胞迁移与侵袭的目的[21]。雷公藤内酯醇可促进卵巢癌细胞的凋亡,其机制与雷公藤内酯醇抑制TAMs向M2型极化及促进TAMs向M1型极化相关[22]。益气活血解毒方通过降低铂耐药复发卵巢癌患者体内过高水平的白细胞介素(IL)-6,使M2型TAMs占比减少,从而延长患者的无进展生存期,提高患者的生活质量[23]。虽然中药对卵巢癌TAMs的干预多停留在体外实验,但可以为将来中药治疗卵巢癌患者提供潜在靶点。

3.2 中药干预卵巢癌TME中的调节性T细胞 调节性T细胞(Treg细胞)通过抑制抗肿瘤免疫参与肿瘤的发生和发展,其通过多种机制抑制免疫功能,如细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4介导的抗原呈递细胞功能抑制、消耗IL-2和产生免疫抑制细胞因子等。研究表明,TME中的高Treg细胞浸润与各种类型癌症患者的不良预后有关[24]。崔彭华等[25]研究表明,卵巢癌恶性患者静脉血中Treg细胞比例>卵巢癌良性疾病患者>健康体检妇女,且Treg细胞表达水平与淋巴结转移及肿瘤分期呈正相关。

中药及其成分可降低Treg细胞水平、改善免疫抑制状态、提高免疫功能。莱菔子素可降低人卵巢癌OVCAR-3细胞株(MyD88+表达)中的Treg细胞表达,从而改善卵巢癌组织的免疫抑制状态[26]。崔伟等[27]研究发现,Treg细胞水平在参芪扶正注射液联合紫杉醇+顺铂方案治疗的治疗组与单纯紫杉醇+顺铂方案治疗的对照组中均有所下降,但治疗组下降的幅度显著高于对照组,并证明治疗组对卵巢癌患者近期疗效、免疫功能及生活质量方面的改善均优于对照组(P<0.05)。

3.3 中药干预卵巢癌TME中的髓源性抑制细胞 髓源性抑制细胞(MDSCs)是一种具有免疫抑制活性的异质性未成熟髓系细胞,在肿瘤进展中起到重要作用。MDSCs促进肿瘤进展主要有2个方面[28]:(1)通过多种机制抑制T细胞和自然杀伤细胞的增殖与活性以及诱导Treg细胞扩增,抑制宿主免疫反应;(2)通过表达多种血管生成因子和蛋白酶,促进肿瘤血管生成和增强肿瘤细胞侵袭、转移能力。KOMURA N等[29]研究表明,MDSCs通过抑制CD8+T细胞,促进卵巢癌干细胞表型与细胞增殖。

虽未见关于中药干预卵巢癌MDSCs的相关报道,但有中药干预其他肿瘤MDSCs的研究。姚德胜[30]研究发现,手术联合清胆逐瘀方治疗胆囊癌患者,其MDSCs、Treg细胞水平明显低于单纯手术治疗组(P<0.05),且联合组患者的生活质量较高(P<0.05)。白花丹素通过抑制胰腺癌组织中MDSCs的浸润、抑制MDSCs分泌细胞因子及降低MDSCs抑制效应T细胞的能力等,来阻止胰腺癌的发展[31]。通过以上举例以及对MDSCs生物学的深入研究,为未来在卵巢癌领域研究中药或靶向等疗法抑制MDSCs提供了科学依据。

4 中药干预卵巢癌TME中的免疫活性细胞

4.1 中药干预卵巢癌TME中的T淋巴细胞 T淋巴细胞主要分为CD4+T细胞和CD8+T细胞两个亚群,其所介导的特异性免疫反应为抗肿瘤细胞免疫的重要组成部分,与肿瘤的发生发展及预后等密切相关[32]。研究发现,CD8+T细胞的浸润与肿瘤患者生存期延长相关,但肿瘤细胞固有的弱免疫原性与TME抑制了肿瘤T淋巴细胞的免疫活性,导致T淋巴细胞的抗肿瘤能力下降[33]。

中药及其成分可通过促进T淋巴细胞增殖、上调CD4+/CD8+比值,提高抗肿瘤能力。李研[34]研究证明,白藜芦醇可通过提高CD4+、CD8+百分率和上调CD4+/CD8+比值,改善卵巢癌大鼠的免疫功能。霍亮等[35]研究证明,参葵汤可通过上调CD4+/CD8+比值及减少相关炎症因子,改善卵巢癌大鼠的免疫功能。

4.2 中药干预卵巢癌TME中的自然杀伤细胞 自然杀伤(NK)细胞是天然免疫系统中的细胞毒性淋巴细胞,具有强大的抗肿瘤活性,主要包括对癌细胞的直接细胞毒性和产生促炎细胞因子(包括干扰素和肿瘤坏死因子等),尽管NK细胞具有控制肿瘤生长的活性,但易受到多种免疫抑制机制的影响[36]。研究发现,卵巢癌TME诱导的异常分子具有控制NK细胞抗肿瘤反应的能力[37]。

张广美等[38]研究发现,扶正消瘤颗粒可抑制人卵巢癌SKOV3荷瘤鼠模型的瘤体增长,并可提高NK细胞活性。李红英等[39]研究发现,人参皂苷Rb1虽然不能直接提高NK细胞活性,但可拮抗达沙替尼对NK细胞的抑制效应,从而维持NK细胞对卵巢癌的杀瘤效果。

4.3 中药干预卵巢癌TME中的树突状细胞 树突状细胞(DCs)是一组特殊的抗原提呈细胞,是启动和调节先天性和适应性免疫反应的中心,DCs通过调节TME、募集并激活抗肿瘤T细胞,在抗肿瘤免疫中发挥着中心作用。研究发现,TME内DCs密度的增加与癌症患者预后的改善相关[40]。然而卵巢癌细胞及其TME可以通过损害DCs的激活、成熟、抗原递呈、分化和募集等来削弱DCs功能,从而逃避免疫控制[37]。

中药及其成分可促进DCs的成熟和提高其抗原递呈功能等。吕静[41]研究证明,罗勒多糖可抑制卵巢癌SKOV3细胞迁移,并对DCs的发育与成熟具有促进作用。李红英等[42]研究证明,紫草素可以促进DCs成熟,其机制与诱导凋亡卵巢癌HO-8910细胞膜表面暴露钙网织蛋白相关。

5 中药干预卵巢癌TME中的肿瘤血管生成

肿瘤血管生成为肿瘤提供氧气和营养物质,是癌细胞生长和转移的重要过程,其生成过程受到多种可溶性因子的刺激,其中血管内皮生长因子(VEGF)及其受体(VEGFR)是主要驱动因素[43]。血管生成在卵巢癌的进展和腹膜播散中起着关键作用,研究发现,VEGF的表达增加可促进恶性腹水的发生[44]。

中药及其成分可通过多靶点、多途径干预卵巢癌肿瘤血管的生成。姜黄素可通过影响细胞DNA的复制与有丝分裂来抑制血管内皮细胞的增殖,从而抑制卵巢癌肿瘤血管的生成[45]。李怡帆等[46]研究证明,益气活血解毒方可通过影响Treg细胞来抑制小鼠卵巢上皮癌肿瘤血管的生成。王冬梅等[47]研究发现,理冲汤可抑制卵巢癌肿瘤血管生成,机制与其可抑制VEGF的表达及降低基质金属蛋白酶(MMPs)的活性相关。

6 中药干预卵巢癌TME中的细胞外基质

细胞外基质(ECM)由胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白多糖和透明质酸等大分子构成,这些分子构成复杂的网状结构,在生理和病理条件下参与调节细胞的活动。ECM的降解为肿瘤侵袭转移和血管生成的重要步骤,其降解是通过一系列蛋白酶催化完成的,其中MMPs在肿瘤侵袭、转移中起关键作用[48]。马慧颖等[49]研究表明,卵巢癌患者淋巴结转移与血清中MMP-9、IL-8的高表达相关。

中药及其成分可减少蛋白酶的表达。郑玲等[50]研究证明,珍珠菜提取物可通过抑制PI3K/Akt/FoxO3a信号通路,降低MMP-2蛋白表达水平,抑制卵巢癌细胞侵袭、迁移能力。李华华等[51]研究证明,虫草素可通过抑制ERK1/2信号通路,降低N-钙黏蛋白、MMP-9和MMP-12的表达,抑制卵巢癌细胞增殖和侵袭能力。

7 中药干预卵巢癌TME中的外泌体

外泌体是细胞分泌的直径为30~200 nm的微小囊泡,其富含蛋白质、脂质和核酸等多种成分,在细胞通讯、免疫应答、血管生成及肿瘤发生等行为中发挥重要作用[52]。外泌体通过调节TME,介导卵巢癌的发生发展、侵袭转移以及化疗耐药等,并发现其在卵巢癌早期诊断与判断预后方面具有重要价值[53]。

虽未见关于中药干预卵巢癌外泌体的相关报道,但有中药干预其他肿瘤外泌体的研究。杨晓等[54]研究证明,健脾消癌方可抑制结肠癌肝转移,其机制与降低外泌体中巨噬细胞迁移抑制因子表达相关。由于具有纳米尺寸、无毒、生物相容性及低免疫原性等特征,外泌体可成为理想的药物递送载体,用于治疗肿瘤[55]。随着对外泌体的深入研究,期待外泌体作为中药的递送载体在治疗卵巢癌中发挥积极作用。

8 结语

卵巢癌是严重威胁女性健康的恶性肿瘤,目前主要治疗手段包括手术、化疗以及靶向治疗等,但存在治愈率低、复发率高等问题。中医药已有数千年历史,在治疗卵巢癌中发挥着积极作用。本文从卵巢癌的TME角度出发,论述了TME中主要组分在卵巢癌发生发展中的影响及中药干预这些组分的作用机制,说明了中药在卵巢癌增殖、侵袭及转移等生物学行为中发挥了抑制作用。但也存在不足之处,需要我们不断完善。如:(1)中药研究多停留在体外实验层面;(2)中药复方组成比较复杂,作用机制尚不明确;(3)中药干预卵巢癌TME中TAMs、MDSCs、NK细胞及外泌体的实验研究与临床观察不足。此外,辨证论治是中医诊疗的特色,有必要从辨证论治的角度深入研究中药在卵巢癌TME中的作用机制,从而为中药治疗卵巢癌提供更加有力的科学支撑。

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