上海交通大学赵敬坤/陆爱国/宗雅萍发现驱动结直肠癌肝转移的调控新机制
2025-12-04
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iNature 远处器官的微环境影响播散性肿瘤细胞的定殖和生长。目前尚不清楚肿瘤相关的中性粒细胞是如何受到远端器官微环境的影响的。 2025年11月10日,上海交通大学赵敬坤、陆爱国及宗雅萍共同通讯在Cellular & Molecular Immunology 在线发表题为“IL33-induced lipid droplet formation in mature low-density neutrophils drives colorectal cancer liver metastasis”的研究论文,该研究证明结直肠癌患者中成熟的低密度中性粒细胞异常地积累中性脂并诱导休眠肿瘤细胞的再激活,这一过程由肝星状细胞调节。 机制上,激活的肝星状细胞通过分泌IL-33增加低密度中性粒细胞中DGAT1/2依赖性脂滴的合成,从而维持这些中性粒细胞的存活和免疫抑制功能。从富含脂质的低密度中性粒细胞中摄取脂质,通过增强β-氧化和刺激致瘤性类二十烷合成来驱动休眠肿瘤细胞的再激活。在小鼠模型中,靶向IL-33阻断中性粒细胞脂质合成,减少结直肠癌细胞在肝脏中的定植,增强免疫治疗效果。总之,该研究揭示了成熟低密度中性粒细胞中的脂质积累调节休眠肿瘤细胞的生长和抗肿瘤免疫,促进结直肠癌肝转移。靶向IL-33可能是一种很有前景的治疗结直肠癌肝转移的方法。

转移是导致癌症患者死亡的主要因素。在转移过程中,播散性肿瘤细胞(DTCs)在远端器官的定殖需要合适的肿瘤细胞群和合适的微环境,这是一个“低效”的过程。在血液中,DTCs进入细胞周期阻滞状态,也称为休眠状态,以维持其生存并逃避免疫监视。为了在远处器官中作为成像上可见的病变再生和增殖,DTCs必须退出这种休眠状态。肿瘤细胞的定植与DTCs、免疫细胞和基质细胞在转移前生态位(PMN)中的相互作用有关。
在肿瘤转移之前,浸润性中性粒细胞在远处器官中出现,以响应肿瘤及其衍生的细胞因子。在转移前肺微环境中,中性粒细胞被HSP70募集,HSP70是一种由肿瘤细胞分泌的可溶性介质,可诱导CXCR2依赖性趋化因子并促进肺转移的进展。低密度中性粒细胞(LDNs)是中性粒细胞的一个特殊亚群,其密度与单核细胞相似。酒精性肝炎患者具有独特的LDN群体,由高密度中性粒细胞产生,吞噬能力、归巢能力和巨噬细胞胞葬作用清除能力降低,导致功能耗竭表型。研究表明,低密度中性粒细胞存在于大肠癌患者的血液循环中。LDNs在调节转移中的作用逐渐显现。然而,中性粒细胞在血液中的存活时间很短。尽管暴露于肿瘤环境对于延长中性粒细胞的寿命至关重要,但浸润中性粒细胞在PMN中的持续作用仍然未知。

文章模式图(图源自Cellular & Molecular Immunology )
中性粒细胞主要由糖酵解提供能量,这使得高糖供应的独立性更加重要。然而,与血液中的葡萄糖含量相比,组织中的葡萄糖可用性可能较低。在肺腺癌中,肿瘤浸润性中性粒细胞上调GLUT1的表达,促进肿瘤生长和抗辐射。事实上,结直肠癌细胞诱导的LDNs积累了大量的中性脂质。据报道,浸润肺癌细胞的中性粒细胞携带脂质,可将脂质转移到肿瘤细胞,促进癌细胞增殖和鳞状转变。这些数据强调了当葡萄糖可用性有限时,通过脂质代谢途径维持LDN蛋白功能的重要性。然而,目前尚不清楚PMN如何调节LDN脂质代谢并影响结直肠癌患者的肝转移。
该研究发现肝转移微环境中的LDNs比主要病灶中的LDNs具有更高的中性脂质水平。发现活化的肝星状细胞(HSCs)诱导的LDNs脂质代谢受IL33/PPARγ/DGATs的调节。脂滴防止外部获得的脂肪酸的脂毒性,并维持中性粒细胞抑制T细胞活化和诱导休眠肿瘤细胞再活化的能力。休眠肿瘤细胞的再激活是通过摄取中性粒细胞衍生的脂质,同时增加脂肪酸氧化和类二十烷的产生来介导的。抗IL-33联合免疫治疗可抑制结直肠癌肝转移的发生。因此,该研究阐明了微环境调节LDN脂质代谢以维持其前转移和免疫抑制功能的具体机制,揭示了靶向中性粒细胞脂质积累联合免疫治疗的治疗潜力。
https://www.nature.com/articles/s41423-025-01365-9
