肿瘤微环境免疫细胞有什么变化（肿瘤微环境中的免疫抑制细胞）

本文目录一览：

• 1、肿瘤微环境简述
• 2、非因推荐 | 肿瘤微环境研究大剖析——肿瘤相关巨噬细胞
• 3、2022-03-07 肿瘤免疫微环境

肿瘤微环境简述

1 、肿瘤微环境定义

       肿瘤微环境（Tumor micro-environment, TME）是指肿瘤细胞存在的周围微环境，包括周围的血管、免疫细胞、成纤维细胞、骨髓源性炎性细胞、各种信号分子和细胞外基质（ECM）。

2 、肿瘤微环境特点

在实体肿瘤中，由于肿瘤组织迅速增长，提及高度膨胀及肿瘤组织内部血管系统不完备，这些会导致肿瘤组织内氧气供应不足，肿瘤微环境呈现出整体缺氧的特点。

由于氧气供给不足，肿瘤细胞只能够通过无氧酵解的方式进行能量代谢，这会造成乳酸的积累；与此同时，肿瘤细胞膜上的离子交换蛋白也在源源不断的将细胞内部H+运输到细胞外，避免造成自身酸中毒。这些细胞反应也在不同程度上造成肿瘤微环境PH降低，整体呈现酸性环境。

  在肿瘤发生发展及缺氧，酸性的微环境下，肿瘤组织及外围组织细胞会发生大量凋亡，释放细胞碎片及趋化因子，导致炎症细胞浸润及炎症因子分泌。与此同时，肿瘤本身的发生发展也会引发免疫系统的免疫反应，造成炎症细胞在该区域聚集，引发剧烈的炎症反应。

3、肿瘤微环境作用

 虽然肿瘤微环境具有不同于正常组织的恶劣环境，但是肿瘤微环境依旧在肿瘤发生发展中具有促进作用。肿瘤与肿瘤微环境通常被称为种子与土壤的关系。肿瘤与肿瘤微环境密切相关，肿瘤可以通过释放细胞信号分子影响其微环境环境，促进肿瘤的血管生成和诱导免疫耐受，而微环境中的免疫细胞可影响癌细胞增长和发育。

4、肿瘤微环境在科研研究中的应用

4.1 、肿瘤相关成纤维细胞研究方式汇总

  4.2 、肿瘤相关成纤维细胞

        肿瘤相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts, CAFs）是肿瘤组织中被癌细胞激活的成纤维细胞，具有成肌纤维细胞的特性。CAFs表型恶性转换与肿瘤演进密切相关，同时CAFs是肿瘤微环境的主要组织成分。

      在常见的科研论文研究中，研究人员一般研究肿瘤相关成纤维细胞分泌物及细胞间通讯对肿瘤细胞增殖，迁移以及凋亡方面的影响。这类研究一般与外泌体相关方面联合起来进行分析研究。

4.3 、肿瘤相关巨噬细胞类群分化

      肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-associated macrophages, TAMs）是浸润在肿瘤组织中的巨噬细胞，是肿瘤微环境中最多的免疫细胞。研究表明M1型巨噬细胞主要起到抑制肿瘤，促进炎症及免疫活性方面的作用，而M2型巨噬细胞则起到组织修复，免疫逃逸及促进肿瘤发生发展的作用。巨噬细胞在肿瘤微环境中数目比例与肿瘤发生发展，严重程度及预后具有高度相关性。

  在常见的科研论文中，肿瘤相关巨噬细胞在肿瘤微环境中研究方向很多。归纳起来主要为某些基因/药物调控巨噬细胞分化水平，并将其应用于肿瘤发生机制研究及肿瘤治疗探讨。

4.4 、肿瘤相关 T 细胞类群分化

 T细胞作为细胞免疫的主体类群，在肿瘤免疫细胞杀伤中具有重要作用。而在肿瘤微环境中，T细胞中CD8阳性T亚型可以对肿瘤细胞造成杀伤作用，而CD8阳性T细胞主要通过CD4阳性T细胞中Treg细胞进行调节。

在肿瘤微环境的研究中，研究人员将CD4+FOXP3+T细胞在各类肿瘤中数目比例变化作为肿瘤微环境中T细胞免疫活性的标杆。而在常见的研究中，主要研究基因或药物在T细胞分化及肿瘤发生发展中T细胞比例变化方面对肿瘤机制及肿瘤治疗进行探讨分析。

5、总结

肿瘤微环境是肿瘤细胞与周围组织，免疫细胞相互作用而形成的一个复杂的综合系统。肿瘤微环境的存在提升肿瘤细胞增殖，迁移能力及免疫逃逸能力，进而促进肿瘤的发生发展。而随着肿瘤微环境研究的日益发展，更高效的肿瘤治疗方式及药物也会在不久的将来问世。

非因推荐 | 肿瘤微环境研究大剖析——肿瘤相关巨噬细胞

肿瘤微环境研究大剖析——肿瘤相关巨噬细胞

肿瘤免疫微环境是肿瘤与宿主免疫系统之间竞争博弈的主战场，肿瘤微环境（TME）中各种细胞之间的相互作用造成免疫细胞具有依赖于TME的双重作用，并决定肿瘤相关免疫反应的结果——即免疫系统对肿瘤细胞的攻击或耐受。

肿瘤内的免疫细胞包括介导适应性免疫反应的细胞（如T细胞、B细胞等），以及介导天然免疫反应的效应细胞（如巨噬细胞、中性粒细胞等），而肿瘤相关巨噬细胞(TAM) 是肿瘤微环境研究中最为热门的免疫细胞亚群。越来越多的研究表明TAM具有支持肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移等一系列促进肿瘤发展的功能，与肿瘤患者的不良预后呈高度相关性。由不同巨噬细胞表型定义的亚型（M1促炎型和M2型抗炎型），与肿瘤预后的关联也有着广泛的研究，在结直肠癌、胃癌、肺癌、卵巢癌食管癌、乳腺癌、胰腺癌等癌种中，均有大量研究报道，并证实两个亚型在预后关联上的负相关性。然而如何精准的找出不同组间TAM的表达谱差异、诠释机理并结合现有的免疫疗法，实现冷热肿瘤的转换将成为抗肿瘤治疗的研究新方向。

巨噬细胞广泛分布于各种组织中。通过对不同组间巨噬细胞表达谱的对比，存在于特定组织中的巨噬细胞按其组织位置可分为肝脏中的Kupffer细胞、脑中的小胶质细胞、骨组织中的破骨细胞、肺中的肺泡巨噬细胞、肾脏中的系膜细胞和淋巴中的被膜下巨噬细胞等。不同组织中的巨噬细胞具有不同的转录和表达谱。

根据表型和功能，巨噬细胞可以分为M1(促炎，经典激活的巨噬细胞)和M2(抗炎，交替激活的巨噬细胞)两种主要类型(图1)，此外还发现其他三种巨噬细胞：肿瘤相关的巨噬细胞(TAM)、CD169+巨噬细胞和TCR+巨噬细胞。

截止到目前的认识，TAM具有从M1到M2样表型的特殊过渡期，这意味着它们在整个肿瘤进展过程中不仅仅属于M1或M2样表型。在肿瘤起始的早期阶段，TAM在转移到M2样型之前为M1样表型。此外，必须指出，类似巨噬细胞的M2还被进一步划分为4个子类型，即M2a、b、c和d，不同子类型的标记也不同。

M1和M2型巨噬细胞标志物分类汇总

表面分子： M2型巨噬细胞表达高水平的CD206、CD163和TGFβR，而M1型巨噬细胞表达高水平的CD40、CD80和CD86。

转录因子： STAT1和STAT3在M1表型中高度激活，STAT6在M2表型中高度激活。IRF3、5和7在M1表型中被激活，而IRF4在M2表型中被激活。

细胞因子和趋化因子： 在M1型巨噬细胞检测到TNFα、IL1β和IL12等因子的高表达，在M2型巨噬细胞检测到IL10、ALOX15和CCL18等因子的高表达。在M1型巨噬细胞当中iNOS高表达，在M2型巨噬细胞当中Arginase 1高表达。

此外，初级TAM可以通过分泌CCL2、CCL5、CCL7、CXCL8和CXCL12等趋化因子招募单核细胞，在IL4、IL6、IL10、IL13以及TGFβ刺激作用下发生极化，具有类似于M2型巨噬细胞的表型，并分泌多种细胞因子（如TGFβ、IL-10等）和趋化因子(招募Th2和调节性T细胞)，介导免疫抑制效应；分泌多种细胞因子、生长因子(如EGF、VEGF、PDGF、FGF和TGFβ）、基质金属蛋白酶(MMPs)、M-CSF等分子，促进慢性炎症、血管新生、肿瘤侵袭和调节免疫反应(图2)。在这个过程中，TAM通过分泌多种因子与肿瘤微环境多种类型细胞发生相互作用和影响，并进而介导复杂的效应(图3)。

用什么方法对肿瘤微环境当中的TAM进行分析和评估呢？

我们通过一篇发表在Cancer Microenviron的研究论文，来介绍一些基础技术。文章中分三步对非小细胞肺癌(NSCLC)患者和非肿瘤患者组织中的TAM进行分析，具体如下：

首先，此研究使用免疫组织化学(IHC)来确定与同一患者的非肿瘤组织相比，非小细胞肺癌(NSCLC)患者肿瘤组织当中TAM表型可能发生的表型变化。分别使用CD68（通用巨噬细胞标记）、iNOS（M1）和CD163（M2）抗体测定TAM表型。

然后，作者对不同类型NSCLC患者肿瘤组织及非肿瘤组织当中CD68、iNOS及CD163阳性染色面积占比进行了统计学分析。结果表明，与非肿瘤组织相比，在所有NSCLC亚型肿瘤组织当中CD68和M2型巨噬细胞标记CD163均明显增加(P≤0.0001)。与之相对，与非肿瘤组织相比，在肺腺癌患者和鳞状癌患者组织当中M1型巨噬细胞标记iNOS的表达降低，显著性分别为P≤0.01及P≤0.05，但大细胞癌患者组织当中M1型巨噬细胞标记iNOS的表达与非肿瘤组织相比无明显差异。

接下来，作者利用多因子液相芯片技术(Bio-plex)对不同类型NSCLC患者及正常对照血清当中介导Th1型和Th2型免疫反应相关多种细胞因子进行了检测和分析。结果表明，与正常对照相比，只有大细胞肺癌患者血清当中IL-1β、IL-4、IL-6和IL-8的水平增加，在其他类型的NSCLC患者当中并未发现明显变化。

非因小结

肿瘤相关巨噬细胞(TAM)对肿瘤的生长、转移及耐药起着重要调控作用，使得TAM成为抗肿瘤转移治疗的重要靶点。TAM功能的可塑性，使它能够通过响应于肿瘤微环境的信号分子(如细胞因子、药物)而改变自身的功能状态，因此针对TAM的深入研究具有重要的科学意义和临床价值，为肿瘤的治疗开辟新的思路和途径。

非因生物的DSP空间多组学技术可以通过对TAM的精确定位来实现不同空间组定义的巨噬细胞亚群表达谱差异的分析 （图4），从而深化科研人员对肿瘤微环境的研究。非因DSP空间多组学技术通过在单张切片上选择合适的兴趣点（Region of Interest，ROI），来实现基于每个ROI微环境的100重蛋白或＞18,000重全转录组的原位表达谱分析，是针对肿瘤免疫和肿瘤微环境设计的高精度、多维度分析的新一代空间组学技术。目前已经成功开发了针对DSP蛋白组和转录组分析的TAM研究流程，欢迎各位老师前来咨询。

（该文章部分内容转自ABclonal）

2022-03-07 肿瘤免疫微环境

肿瘤微环境是一种非常复杂且动态的生态系统，是肿瘤赖以生存的“土壤”。

主要参与者包括： 肿瘤细胞，免疫细胞和支持细胞（如成纤维细胞）

在肿瘤细胞、成纤维细胞或炎症细胞的趋化因子的吸引作用下，血液循环系统中的免疫细胞通过跨内皮过程迁移到肿瘤部位，在肿瘤组织内，免疫细胞局部增殖、分化、发挥功能、死亡，部分迁移回循环系统。

在这些细胞群中，人们经常可以找到与急性炎症相关的细胞（包括中性粒细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞）、 先天免疫相关的细胞（包括巨噬细胞、NK 细胞和 DC）以及来自适应性免疫反应的细胞（包括CD8+ T 细胞、Th1-/Th2细胞和 B 细胞） 。

肿瘤相关巨噬细胞

肿瘤相关巨噬细胞 (TAM) 是一个数量相对丰富的细胞亚群，在许多肿瘤中，它们的数量是超过其他类型免疫细胞的。

TAM具有高度可塑性的表型和功能，目前已经确定的有两种主要亚型： M1型TAM (由Toll样受体配体[如脂多糖和干扰素-γ]诱导)，优先表达促炎细胞因子和诱导型一氧化氮合酶； M2型TAM (由IL-4或IL-13诱导)，表达精氨酸酶1、CD206、CD163、IL-4R、TGF-β1和血小板衍生生长因子(PDGF)。一些研究结果表明，M1型TAM可增强抗肿瘤 Th1 反应并拮抗调节性免疫细胞的抑制活性，而M2型TAM则主要发挥促进血管生成、肿瘤生长和转移的功能。

NK细胞

NK细胞是先天免疫系统中的细胞毒性效应淋巴细胞，其主要功能是帮助控制感染和肿瘤。NK细胞识别肿瘤细胞的两个主要机制是：它们可以识别MHC-I类分子表达下调的细胞（在多种癌症类型中均表现出的一种免疫耐受现象），或与肿瘤细胞上表达的应激诱导配体结合(如MICA或MICB，它们可与NK细胞上表达的NKG2D结合)。

树突状细胞

树突状细胞 (DC) 的主要功能是在先天性和适应性免疫反应之间起到桥梁作用。在生理环境下，DC 吞噬并处理非自身抗原，当它们接收到危险或激活信号时，会被激活并移动到淋巴结的次级淋巴结构，在那里激活初始 B 或 T 细胞。DC 的表型具有相当的可塑性，它们可以产生多种的促炎或免疫抑制细胞因子，以及表达一系列的激活或抑制性的受体，这取决于它们所在的环境。次级淋巴器官是受保护的环境，在此环境中可产生能够有效激活适应性免疫反应的 DC 。

三级淋巴结构

TLS是在炎症病理状态下发展起来的高度组织化的淋巴集合体。在癌症中，TLS通常发生在肿瘤的浸润边缘和/或间质中，类似于其他慢性感染性或自身免疫性疾病。

CD4+ CD8+ T细胞

CD4+ T 辅助细胞分为不同的亚型，包括 Th1、Th2、Th17、Tfh 和 Treg；每个亚群在抗肿瘤免疫反应中都发挥着特定的作用。总体而言，以 Th1 为导向的反应会抑制肿瘤生长，并且通常与良好的临床结果相关。事实上，Th1细胞可通过产生包括 IL-2 和 IFN-γ 在内的几种细胞因子，在原位增强细胞毒性 T 细胞的抗肿瘤功能。Tfh细胞与 TLS 中的 B 细胞相互作用以帮助产生抗体。

其他肿瘤浸润CD4+ T细胞亚群(Th2、Th17和Treg)的作用尚不是很清楚，但在不同的肿瘤中常与预后不良相关。许多研究表明， 肿瘤中的Treg通过两种主要机制抑制抗肿瘤免疫反应 :

(1)产生抑制性细胞因子(如IL-10、TGF-β、IL-35)；

(2)抑制DC的发育成熟。

CD8+ T 细胞在抗肿瘤免疫反应中发挥着非常重要的作用，因为它们负责识别和消除肿瘤细胞。由于基因组的不稳定性，肿瘤细胞通常在其表面表达突变蛋白。其中许多是诱导肿瘤特异性免疫反应的新抗原。活化的 CD8+ T 细胞负责肿瘤细胞的识别和裂解，其机制在文献中有详细描述，其中包括释放细胞毒性颗粒。有趣的是，在大多数肿瘤中，浸润性细胞毒性 T 细胞表达抑制性受体（例如 PD-1、Tim-3 和 Lag-3 ），其在生理情况下的功能是与其配体结合时抑制免疫反应。事实上，许多肿瘤细胞可以利用这种抑制机制，并表达多种配体（例如 PD-L1、PD-L2），帮助它们逃避 T 细胞的攻击。

B淋巴细胞

在肿瘤以及其他一些炎症条件下，B 细胞通过产生抗体、刺激性细胞因子和趋化因子来增强 T 细胞反应，充当局部抗原呈递细胞，并组织形成维持免疫反应的TLS。B细胞可以发挥所有的这些功能，并且总体上具有抗肿瘤作用。此外，最近的证据表明，它们还可以通过产生 IL-10 等细胞因子发挥免疫调节作用。