|
NK細(xì)胞的基礎(chǔ)生物學(xué) NK細(xì)胞來源于CD34+共淋巴祖細(xì)胞。據(jù)估計(jì)，NK細(xì)胞的半衰期大約為7~10天，它占人類外周血淋巴細(xì)胞總數(shù)的10-15%，也存在于脾臟、肝臟、肺、骨髓和淋巴結(jié)中，它們通過與樹突狀細(xì)胞(DC)的相互作用發(fā)揮關(guān)鍵的免疫調(diào)節(jié)功能。NK細(xì)胞是第1組固有淋巴樣細(xì)胞的典型成員，聚集在一起，以獲得分泌IFN-γ的能力。終末分化的NK細(xì)胞缺乏B(CD 19-)和T(CD3-)淋巴細(xì)胞的表型標(biāo)記，CD56是NK細(xì)胞特征的標(biāo)志。 通常，它們被區(qū)別出來從其大小，以及含有穿孔素和顆粒酶的細(xì)胞質(zhì)顆粒，這是NK細(xì)胞殺傷活性的重要效應(yīng)。 NK細(xì)胞根據(jù)CD 56的表達(dá)水平被進(jìn)一步區(qū)分：dim 和 bright。CD 56 dim是一種完全成熟的NK細(xì)胞，占外周血NK細(xì)胞的90%，主要起介導(dǎo)細(xì)胞毒性的作用；另一方面，CD 56 Bright是一種不成熟的細(xì)胞因子產(chǎn)生的細(xì)胞，其溶細(xì)胞反應(yīng)有限。NK細(xì)胞缺乏基因重排抗原受體，但仍能識(shí)別和直接裂解異常轉(zhuǎn)化的細(xì)胞，無需事先致敏。這是通過在NK細(xì)胞表面表達(dá)的一組成熟而獨(dú)特的受體來實(shí)現(xiàn)的，這些受體通過與被感染和惡變的細(xì)胞上的配體相互作用而激活細(xì)胞裂解活性。雖然配體仍未完全表征，但NK細(xì)胞受體的分類依據(jù)其作用：激活、抑制和混合功能。它們還表達(dá)細(xì)胞因子受體，包括IL-2受體(R)、IL-4、10、12、15、18和21-R，以及TGF-β受體(TGF-β-R).下圖概述了NK細(xì)胞活動(dòng)的主要受體。 激活受體包括天然細(xì)胞毒性受體，由NKp30、44和46組成。NKp30識(shí)別帶B7-H6腫瘤抗原，NKp44結(jié)合病毒血凝素和血凝素神經(jīng)氨酸酶以及其他腫瘤相關(guān)配體。NKp 46抑制小鼠轉(zhuǎn)移瘤生長(zhǎng)。Fcγ-RIIIa(CD16)是另一種激活受體，可觸發(fā)抗體依賴的細(xì)胞毒性（ADCC）。 抑制性受體包括CD161、CLRG1、PD1、TIM3、LAG 3、CD96和TIGIT。具有混合功能的NK細(xì)胞受體包括殺傷細(xì)胞Ig樣受體(KTR)和NKG2受體：KIR2DS、KIR2B4和KIR3DS與其他具有抑制作用的KIR不同。 同樣，NKG2A受體抑制NK活性，而NKG2D信號(hào)傳導(dǎo)激活信號(hào)，通過與腫瘤細(xì)胞上選擇性表達(dá)的特定應(yīng)激誘導(dǎo)配體(MICA、MICB和病毒UL16結(jié)合蛋白)結(jié)合，啟動(dòng)細(xì)胞毒活性。 NK細(xì)胞抗腫瘤活性：腫瘤識(shí)別和細(xì)胞裂解活性 NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞具有天然的殺傷作用，也是IFN-γ、TNF-α、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)等細(xì)胞因子和趨化因子的主要來源。這些細(xì)胞因子參與其他造血細(xì)胞的招募和功能，例如增強(qiáng)抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)，以及與DC和中性粒細(xì)胞的調(diào)節(jié)交叉調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。 NK細(xì)胞一旦遇到腫瘤細(xì)胞，就會(huì)啟動(dòng)溶細(xì)胞顆粒的定向外吐，包括釋放穿孔素和顆粒酶，分別穿透細(xì)胞質(zhì)膜并觸發(fā)凋亡。這些細(xì)胞被NK細(xì)胞認(rèn)為是“非自我的”，因?yàn)樗鼈兊腗HC-I的減少/缺乏，而MHC-I在身體幾乎每一個(gè)健康的細(xì)胞上都有表達(dá)。這種選擇性攻擊可以通過一種創(chuàng)造的“耐受性”過程來實(shí)現(xiàn)，即成熟的NK細(xì)胞表達(dá)生殖細(xì)胞編碼的抑制受體，識(shí)別正常細(xì)胞的MHC-I，并觸發(fā)一個(gè)抑制信號(hào)(通過免疫受體酪氨酸基抑制基)來阻止對(duì)這些‘自我’細(xì)胞的酪氨酸激活信號(hào)。 當(dāng)NK細(xì)胞遇到細(xì)胞異常缺乏/MHC-I減少時(shí)，抑制性受體不被激活，激活信號(hào)仍未被抑制，從而引發(fā)裂解攻擊。建立“自我”耐受性的原因是“NK許可”過程，即在NK細(xì)胞功能發(fā)育過程中，NK細(xì)胞上的抑制受體與其同源的MHCⅠ類配體配對(duì)，從而賦予對(duì)自身抗原的耐受性。 這一過程與表達(dá)自MHCⅠ類特異性受體的功能能力強(qiáng)的NK細(xì)胞有關(guān)，而不表達(dá)這種受體的細(xì)胞沒有獲得許可，也不需要受到MHC I類的抑制，因?yàn)樗鼈冊(cè)诠δ苌蠜]有這個(gè)能力。了解這一過程與開發(fā)基于NK細(xì)胞的治療有關(guān)。 研究還認(rèn)為，在耐受過程之外，抑制性受體不僅對(duì)抗激活受體，而且通過自身識(shí)別抑制受體的發(fā)展，參與對(duì)成熟NK細(xì)胞識(shí)別自我的“教育”：在NK細(xì)胞成熟過程中，NK細(xì)胞隨機(jī)表達(dá)個(gè)體抑制性KIR基因，直到有一種不同的抑制受體組合識(shí)別出MHC-I信號(hào)。人們提出了許多模型來解釋這一過程。 另一種針對(duì)癌細(xì)胞的方法是通過CD 16受體(FCγRIIIA)在NK細(xì)胞上表達(dá)?；罨螅琋K細(xì)胞能有效地識(shí)別與癌細(xì)胞結(jié)合的IgG抗體的Fc部分，并通過ADCC溶解這些包被抗體的細(xì)胞。 NK細(xì)胞：激活適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的橋梁 在細(xì)胞毒性反應(yīng)的同時(shí)，釋放的細(xì)胞因子和趨化因子進(jìn)一步吸引其他NK細(xì)胞、DC和T細(xì)胞。腫瘤壞死因子-α等促炎細(xì)胞因子通過NK細(xì)胞FASL與腫瘤細(xì)胞Fas復(fù)合物的相互作用誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞壞死，從而誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡。其他趨化因子(如CCl 3、4、5和10)通過化學(xué)梯度將免疫效應(yīng)細(xì)胞定向到腫瘤部位，而其他如IL-10和IL-6則在產(chǎn)生部位增強(qiáng)免疫活性。例如，通過釋放CCL 5、XCL 1和XCL 2，NK細(xì)胞促進(jìn)DC進(jìn)入實(shí)體腫瘤。同樣地，淋巴結(jié)中NK細(xì)胞的激活促進(jìn)了IFN-γ的釋放，通過吸收額外的免疫效應(yīng)細(xì)胞，包括抗原提呈細(xì)胞(巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞)，誘導(dǎo)促炎性腫瘤微環(huán)境，最終驅(qū)動(dòng)TH1免疫反應(yīng)，動(dòng)員T細(xì)胞進(jìn)入淋巴結(jié)，并從CD8 T細(xì)胞分化為細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞。最后，NK細(xì)胞通過攻擊未成熟的DC和保留成熟的DC，以保證免疫應(yīng)答的質(zhì)量。 與NK細(xì)胞相關(guān)的腫瘤免疫逃逸的機(jī)制 NK細(xì)胞與MHC-I分子之間的關(guān)鍵相互作用是防止自身免疫破壞的重要機(jī)制，也是腫瘤細(xì)胞逃避免疫系統(tǒng)導(dǎo)致NK細(xì)胞失能的關(guān)鍵機(jī)制。對(duì)不同腫瘤類型的多項(xiàng)研究表明，當(dāng)腫瘤內(nèi)NKG2D激活的NK細(xì)胞相對(duì)于外周血中的比例較高時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)移有積極的預(yù)后價(jià)值和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。腫瘤細(xì)胞逃避NK細(xì)胞免疫監(jiān)視的一種方法是將NK細(xì)胞與KIR受體結(jié)合后識(shí)別為自身的MHCⅠ類分子表達(dá)。其他的腫瘤逃逸方式也被描述，包括通過PDPD-L1的相互作用來抑制免疫反應(yīng)，類似于T細(xì)胞抑制。NK2GD配體、MICA和MICB從腫瘤細(xì)胞表面脫落是腫瘤逃逸的另一個(gè)主要機(jī)制，同樣，腫瘤細(xì)胞通過產(chǎn)生TGF-β和Kynurenine而進(jìn)化出下調(diào)NK細(xì)胞NKG2D表達(dá)，也是一種策略。正是由于我們對(duì)這些逃逸機(jī)制的具體理解，我們才制定了新的、以NK細(xì)胞為基礎(chǔ)的治療策略。 腫瘤微環(huán)境和NK細(xì)胞抗腫瘤活性 TME在腫瘤細(xì)胞逃避NK細(xì)胞免疫監(jiān)視中起著重要作用。它被認(rèn)為是一種破壞正常血液供應(yīng)和血管生成的環(huán)境，并通過基質(zhì)、代謝和免疫抑制機(jī)制的激活而誘導(dǎo)低氧環(huán)境。這種缺氧破壞了NK細(xì)胞的多種功能，為腫瘤的擴(kuò)張、生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移創(chuàng)造了有利的環(huán)境。微環(huán)境可通過腫瘤源因子、自噬調(diào)節(jié)殺傷、調(diào)節(jié)癌細(xì)胞代謝和腫瘤衍生小泡，如腫瘤細(xì)胞外顯子和分泌的microRNAs等低氧狀態(tài)下產(chǎn)生的微RNA，導(dǎo)致NK細(xì)胞功能受損。 缺氧是產(chǎn)生免疫抑制性TME的關(guān)鍵因素之一，低氧腫瘤細(xì)胞通過抑制NKG2D激活受體的表達(dá)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β而產(chǎn)生細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子通過抑制NKG2D激活受體的表達(dá)和分泌而產(chǎn)生細(xì)胞因子，包括調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)的上調(diào)。通過產(chǎn)生HIF1-α，MDSCs分化為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞，表現(xiàn)出M2反應(yīng)，并從癌細(xì)胞中切割Fas配體，導(dǎo)致NK和CTL功能受損。此外，低氧環(huán)境允許癌細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)細(xì)胞，并通過轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β或IL-6的產(chǎn)生將其激活為與腫瘤相關(guān)的成纖維細(xì)胞。這些細(xì)胞因子反過來抑制IL-2誘導(dǎo)的NK細(xì)胞活化受體的上調(diào)，從而降低NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性和免疫監(jiān)視。 除了創(chuàng)造一個(gè)免疫抑制環(huán)境外，缺氧還會(huì)破壞 NK 細(xì)胞的功能和細(xì)胞毒性。增加 TME 中的乳酸和腺苷。乳酸通過降低細(xì)胞外的功能而破壞 NK 細(xì)胞的功能pH值和腺苷升高導(dǎo)致抑制 IL-2 刺激的 NK 細(xì)胞釋放 TNF - α ，并抑制NK 細(xì)胞的增殖和細(xì)胞毒性功能。此外，缺氧誘導(dǎo)的一氧化氮 (NO) 信號(hào)傳導(dǎo)激活導(dǎo)致 MICA 脫落，這是一種重要的腫瘤逃逸機(jī)制，同時(shí)也導(dǎo)致 COX-2/PGE2 途徑的解除調(diào)節(jié)。在許多腺瘤和癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn) COX-2 過表達(dá)缺氧條件和 PGE2 的增加被發(fā)現(xiàn)直接抑制 NK 細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用多激活受體的下調(diào)。此外，氧氣和營(yíng)養(yǎng)缺乏在窮人灌注環(huán)境導(dǎo)致自噬激活，從而攝取和降解 NK 細(xì)胞顆粒酶B釋放。 最后，腫瘤細(xì)胞逃避研究的最新進(jìn)展集中在腫瘤細(xì)胞來源的外顯子和分泌的微RNA在TME中的作用[46]。含有轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β、MICA或MICB的腫瘤外顯子可降低NK細(xì)胞NK2GD激活受體的表達(dá)，減弱NK細(xì)胞的殺傷能力和增殖[47，48]。微RNA，特別是miR-210，在缺氧條件下被發(fā)現(xiàn)釋放，并能誘導(dǎo)血管生成和腫瘤生長(zhǎng)/轉(zhuǎn)移。對(duì)microRNAs的更好理解可能被用來開發(fā)新的預(yù)后和/或治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物。 免疫抑制 TME 在阻止 NK 細(xì)胞激活方面特別重要，如上所述.. 然而，NK 細(xì)胞在實(shí)體腫瘤中的療效的另一個(gè)主要障礙與其腫瘤部位成功歸巢有關(guān)。這一方面，特別是解釋了成功地將體外實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成體內(nèi)環(huán)境。前述趨化因子梯度的解除是阻止 NK 的主要機(jī)制細(xì)胞歸巢到實(shí)體腫瘤部位。例如，已經(jīng)證明異常的 EGFR-RAS 信號(hào)可以抑制產(chǎn)生 CCL27 ，阻止白細(xì)胞歸巢皮膚腫瘤和加速小鼠腫瘤生長(zhǎng)模型 。同樣，通過活性氮對(duì) NK 細(xì)胞招募的重要趨化因子 CCL2 進(jìn)行亞硝基化在 TME 中的物種，降低了它吸收白細(xì)胞的能力，而改變的 CXCL 11 蛋白水解損害了結(jié)合并通過趨化因子的信號(hào)傳遞，最終減少淋巴細(xì)胞的遷移 。另一個(gè)挑戰(zhàn)是適當(dāng)?shù)臍w巢和腫瘤浸潤(rùn)與不良的病理性血管生成有關(guān)，血管生成是一個(gè)實(shí)質(zhì)性的屏障適當(dāng)?shù)?NK 細(xì)胞傳遞和細(xì)胞向腫瘤部位的外滲，并介導(dǎo)免疫抑制。 NK細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞 腫瘤干細(xì)胞(CSCs)是腫瘤中能夠通過不對(duì)稱細(xì)胞分裂自我更新的少數(shù)亞群。這些細(xì)胞是腫瘤細(xì)胞異質(zhì)性的基礎(chǔ)，這對(duì)目前的抗癌治療方式提出了挑戰(zhàn)，主要與實(shí)體腫瘤有關(guān)。CSCs對(duì)傳統(tǒng)的癌癥治療具有抗藥性，其治療后的持久性可導(dǎo)致疾病復(fù)發(fā)，而其去分化狀態(tài)使其能夠轉(zhuǎn)移和/或重新植入先前的靶向病變。一般來說，CSCs的特點(diǎn)是缺乏一致的表面標(biāo)記。然而，正是由于缺乏/下調(diào)MHC-I的表達(dá)，首先引起了關(guān)于NK細(xì)胞在針對(duì)CSC的潛在用途方面的問題。這一觀點(diǎn)在涉及結(jié)直腸癌和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤樣本的一些研究中得到證實(shí)，在接受化療的患者源性細(xì)胞系中檢測(cè)到CSCs的富集，隨后NK細(xì)胞有效地靶向CSCs。在一組全面而優(yōu)雅的實(shí)驗(yàn)中，Ames等人。證明NK細(xì)胞如何優(yōu)先靶向CSCs，利用NK細(xì)胞與多種人癌細(xì)胞株和分離的原癌標(biāo)本共培養(yǎng)模型(自體和異體)，以及NK在異種移植小鼠模型中的轉(zhuǎn)移：這種優(yōu)先靶向性CSCs是通過NKG2D激活受體的相互作用而產(chǎn)生的。從健康供者(用重組人白細(xì)胞介素-2培養(yǎng))分離和擴(kuò)增的NK細(xì)胞與患者來源的腫瘤細(xì)胞共同孵育時(shí)，流式細(xì)胞儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)ALDHDim和ALDHbrightCSCs均有明顯下降，后者表現(xiàn)出更高的敏感性NK 細(xì)胞治療。同樣，在皮下異種移植瘤模型中，瘤內(nèi)注射激活的NK細(xì)胞后，CSCs(由ALDH和CD24的表達(dá)確定)明顯減少，免疫熒光研究顯示腫瘤內(nèi)NK細(xì)胞濃度增加。在乳腺癌轉(zhuǎn)移模型中，靜脈注射體外激活的NK細(xì)胞可導(dǎo)致轉(zhuǎn)移性肺腫瘤的腫瘤集落數(shù)量減少，腫瘤集落縮小。最后，靜脈注射NK細(xì)胞處理小鼠原位胰腺癌模型，生物發(fā)光顯像顯示治療組與未治療組相比發(fā)光降低，支持NK細(xì)胞在體內(nèi)靶向CSCs。流式細(xì)胞術(shù)和定量逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)顯示NKG2D配體和Fas死亡受體在CSCs群體中的表達(dá)明顯高于非CSCs，支持NK細(xì)胞活化受體配體和死亡受體在靶向CSCs中的作用。有關(guān)CSCs的類似工作也有報(bào)道，涉及兒童和青少年/青少年腫瘤，如骨肉瘤。 NK 細(xì)胞的另一種非細(xì)胞毒性作用最近被描述為“分裂無力”，NK 細(xì)胞與 TME 中的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞相互作用，導(dǎo)致非能細(xì)胞不具有細(xì)胞毒性，而是分泌細(xì)胞因子，從而促進(jìn) CSCs 的分化，使它們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)更加敏感。 CSCs 對(duì)腫瘤增殖、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的重要性他們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞毒性治療的耐藥性，靶向 CSCs 已成為腫瘤學(xué)的一個(gè)興趣領(lǐng)域，為發(fā)展新的治療方式開辟新的機(jī)會(huì)。 參考文獻(xiàn) Lopez-Soto A,. Cancer Cell 32(2), 135–154 (2017). 歲月悠遠(yuǎn)含香，人生幾度秋涼 |
|
|
