byWYP
原文链接：
10./s---8
知识点积累
肿瘤微环境在癌症的生长和转移中起着至关重要的作用。癌症相关成纤维细胞（Cancer-associatedfibroblasts,CAFs）是乳腺癌微环境中最突出的细胞类型，其丰度与恶性程度高和预后不良有关。CAFs通过分泌生长促进因子，增强血管生成和重塑细胞外基质（extracellularmatrix,ECM）来促进肿瘤进展。
炎性小体是一类多蛋白复合物，由先天免疫系统的细胞表达，作为病原体模式识别和损伤感知机制的一部分。NLRP3炎性小体通过识别被称为损伤相关分子模式（damage-associatedmolecularpatterns,DAMP）的自发危险信号，在无菌炎症过程中感知组织损伤。DAMP识别可促进促炎性细胞因子（包括IL-1β）的成熟和分泌。在引起广泛的组织损伤和DAMP持续释放的慢性炎症过程中，炎性小体的持续活化可能会增强附带损害，例如类风湿关节炎，全身性硬化症和神经退行性疾病。
实验结果
1.乳腺CAFs中NLRP3炎性小体上调为了表征乳腺癌进展过程中CAF的动态变化，作者利用乳腺癌的MMTV-PyMT鼠模型，对在乳腺癌致癌过程中不同阶段分离的成纤维细胞的转录组进行了分析。该模型的特征是阶梯式癌变，包括4-5周的增生，9-10周的癌和12-13周的晚期癌。使用荧光激活细胞分选术（fluorescence-activatedcellsorting,FACS）分离成纤维细胞，并使用affymetrix基因阵列进行转录组分析。结果表明，成纤维细胞与肿瘤进展共同发生，并且在乳腺CAFs中启动了独特的分子程序。作者发现从乳癌中分离出的CAFs上调了属于NLRP3炎性体途径的多个基因，包括P2rx7，Nlrp3，Casp1，Il1a和Il1b。
图1NLRP3炎性小体通路在乳腺癌变过程中的成纤维细胞中上调
2.NLRP3炎性小体在人乳腺CAFs中上调
为了评估乳腺肿瘤基质中NLRP3途径的上调是否与人类乳腺癌相关，作者分析了53例可公开获得的乳腺癌患者的激光显微切割肿瘤基质样品数据集。分析显示，与正常基质相比，人乳腺肿瘤基质中NLRP3炎性小体途径的基因（NLRP3，PYCARD，CASP1和IL-1β）的表达显著上调，表明该途径在肿瘤进展中具有功能性作用。
为了在蛋白质水平上分析炎症小体基因的表达，作者利用人类IHC图像数据库，发现与正常乳腺基质相比，乳腺肿瘤基质中的NLRP3表达升高。此外，作者分析了79名乳腺癌患者的队列，并定量了表达IL-1β的成纤维细胞的染色强度和丰富度。这些分析表明，在人类乳腺癌的CAF中IL-1β显著上调，与疾病进展相关。综上所述，这些发现暗示了在人乳腺癌致癌作用中CAF中NLRP3炎性途径的激活。
图2NLRP3炎性途径在人乳腺肿瘤的CAF中被上调
3.成纤维细胞通过NLRP3激活充当DAMP传感器
作者利用小鼠实验确定DAMPs是否可以触发乳腺成纤维细胞中NLRP3炎性小体的活化。结果表明，通过NLRP3炎性小体感测和响应组织损伤信号是激活的成纤维细胞的生理特征，在CAF中是由肿瘤诱导的组织损伤引起的。
图3成纤维细胞通过NLRP3炎性体信号传导充当DAMP传感器
4.CAFs诱导的炎性小体信号传导促进肿瘤生长
作者将成纤维细胞和肿瘤细胞原位共注射到Nlrp3-/-小鼠中，研究了CAFs诱导的NLRP3/IL-1β途径在体内肿瘤生长中的功能作用。发现NLRP3在CAFs中的表达对于肿瘤生长很重要，并介导CD11b+Gr1+髓样细胞募集到肿瘤微环境中。结果表明CAF诱导的NLRP3/IL-1β具有促进肿瘤的作用，与免疫细胞浸入乳腺肿瘤的改变有关。
图4CAF诱导的NLRP3炎性小体信号通路促进肿瘤生长
5.CAF诱导的IL-1β促进肺转移
为了研究CAF诱导的NLRP3炎性小体在其他乳腺癌模型中是否起作用，作者对4T1细胞（一种高度转移性的乳腺癌细胞系）进行了原位共注射，该细胞系模拟了人类三阴性乳腺癌，结果表明CAF诱导的IL-1β会导致乳腺癌转移。然后作者通过对原发肿瘤以及肺转移中的免疫细胞环境进行分析，阐明原发性肿瘤部位CAF诱导的IL-1β增强转移灶形成的机制。
图5CAF诱导的IL-1β促进肺转移
为了进一步了解CAF诱导的IL-1β在促进转移性扩散中的作用，作者研究了其对肿瘤EC的作用。作者假设激活的乳腺CAFs分泌的IL-1β会上调体内肿瘤EC上粘附分子的表达，从而促进癌细胞跨血管内皮的迁移。为了验证该假设，作者从乳腺肿瘤和肺转移中分离了ECs（CD31+CD45-EpCAM-），并分析了粘附分子的表达。结果表明CAF分泌的IL-1β可通过上调原发肿瘤和转移部位黏附分子的表达促进乳腺癌向肺的转移。
图6CAF诱导的IL-1β上调EC粘附分子和侵袭性标志物的表达
总结与思考
在这项研究中，作者发现了CAF的功能性作用，该作用将组织损伤与促进肿瘤的炎症联系起来。文章表明在乳腺癌CAF中NLRP3炎性小体途径的激活可促进肿瘤的进展和转移。此外，CAF诱导的NLRP3/IL-1β促进肿瘤生长和转移的机制是通过改变免疫细胞环境朝向肿瘤耐受表型，并通过增强内皮细胞粘附性和癌细胞侵袭性来实现的。这些发现鼓励了临床前和临床研究针对乳腺癌中的炎性小体途径的设计，这可能可以有效阻止转移性复发。
SCI文摘