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常规所说的细胞侵袭,都是指癌细胞吗

2023.2.24

 癌细胞侵袭是指肿瘤细胞向局部侵犯或远处转移

  瘤细胞侵袭转移的机制

  瘤细胞由其原发部位侵入血管或淋巴管或体腔,部分细胞被血流、淋巴流带到另一部位或器官,在该处繁殖生长,形成与原发瘤同样类型的肿瘤,这一过程即为转移。转移恶性肿瘤最重要的特征之一,也是影响患者预后的主要因素。
  1889年Paget提出了“种子与土壤”学说,认为只有当合适的肿瘤细胞(种子)与特定的组织或器官(土壤)提供的生长环境有特殊的亲和力时才会转移。近年来,对这一学说有了新的认识。1977年Fidler等人首次证实肿瘤细胞的异质性—即原发肿瘤组织中的瘤细胞具有不同的生物特性,其中就有某些具有转移潜能的细胞。这些细胞在宿主的选择压力之下,具有迁移性、浸润性,形成瘤栓,在循环中存活,在远处毛细血管床滞留和浸润器官实质并增殖,最终形成一个单克隆的转移灶。这一群转移细胞在此过程中,细胞遗传学不稳定性不断增加,也就是说转移性越高,表型改变越快逃避外界治疗的可能性越大。同时,器官环境对肿瘤细胞有多方面的调节作用。通过对肿瘤患者的临床观察和实验性肿瘤的研究,发现肿瘤在特定的器官的转移不依赖其血流率、血管分布或到达该器官的瘤细胞的数量。肿瘤细胞随循环到达许多器官的微血管系统,但只浸润某些器官的实质。可见转移的行成是那些具有高转移能力的细胞亚群与相适应环境相互作用的结果。
  所有的肿瘤发生转移,基本步骤相似。一般有以下几方面:
  一. 瘤细胞从原发瘤体脱落
  肿瘤形成以后,通过所在器官的弥散获得最初的生长营养,细胞逐渐分化、增生。当瘤体直径达到2mm以上,增殖生长要靠足够的血液供应。研究证明肿瘤细胞及间质细胞释放促血管生成的因子如血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial cell growth factor ,VEGF),血管形成素(angiogenin),成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF),白细胞介素-8(interleukin-8),血小板来源的内皮细胞生长因子(platelet-derived endothelial cell growth factor, PD-ECGF)等。这些因子使内皮细胞迁移、增殖形成管腔结构,最终在瘤体内部形成微血管网。
  已有结果证明瘤细胞之间相互黏着的能力较正常细胞为低,透射电镜显示多种肿瘤细胞的桥粒、半桥粒和间隙连接数量减少。细胞内的钙含量也减少,这些都是构成粘附力降低的原因之一。另外还有报告瘤细胞表面电荷密度增加,相互排斥力加大,尤其是转移率高的细胞电泳率增高,这使得瘤细胞从瘤体脱落的可能性增加。 还有细胞表面的某些粘附分子缺失令细胞间连接遭受破坏,也有脱落的危险。
  二. 瘤细胞侵袭周围组织
  侵袭是肿瘤转移的前奏,转移是侵袭的继续和结果。瘤细胞从母体脱落和向周围组织侵袭可同时进行,或有前有后。Virchow在十九世纪就指出癌细胞具有阿米巴运动,且速度快于非恶性细胞。近期多位作者指出,在这一过程中肿瘤细胞利用伪足运动,表面分泌多种因子,细胞骨架产生相应变化,完成定向运动。
  在侵袭的过程中,至少有五类因子参与:1。运动因子。多由肿瘤细胞分泌它能多方面刺激细胞运动如趋化、吞噬等。分裂素就是重要的一类。分裂素又可以为三类,具有代表性的有自分泌因子(AMF)、肝细胞生长因子(HGF)、表皮生长因子(EGF)、转化生长因子(TGF)等;2。粘附分子。是一类参与细胞间或细胞与间质相互作用的细胞表面结构。由四个超家族组成—整合素,钙粘连素,免疫球蛋白,选择素。其中整合素研究较多,它可以赋予细胞与基底膜相互作用的能力,利于肿瘤细胞的粘附。3。趋化因子。细胞外基质、基底膜是肿瘤转移的一道屏障,它们由纤维结合素、层粘连蛋白、玻璃体结合蛋白、Ⅳ型胶原、弹性蛋白组成。一旦降解释放出来就会起到趋化因子的作用,导向释放的部位。4。胞外基质降解酶。为蛋白水解酶可降解基质。常见的有基质金属蛋白酶(MMP),胞浆酶,尿激酶纤维蛋白溶酶原激活因子(uPA),组织蛋白酶。5。血管形成因子。血管形成本身就有一定的侵蚀性,肿瘤细胞可以沿着新生血管所开启的胶原裂隙侵蚀,因此血管形成是肿瘤侵袭的一个条件。
  三. 瘤细胞侵入血管或淋巴管
  肿瘤细胞进入进入循环之前,侵入血管、淋巴管是必经的步骤。新生的肿瘤血管内皮和基底膜都有缺陷,肿瘤细胞易于穿越基底膜屏障进入循环。其成就前已述及,通过大量的蛋白-蛋白和蛋白-多糖的相互作用构成稳定的有机体。具有转移潜能的细胞较其它细胞更易结合Ⅳ型胶原,之后伪足表面的蛋白水解酶可降解间质胶原和蛋白多糖。使基底膜的连续性、完整性遭到破坏。瘤细胞的细胞骨架发生相应的变化,细胞形态发生改变,游入血管。
  四. 瘤细胞循环中
  进入循环的瘤细胞绝大多数被迅速清除,只有不足1%的细胞最终存活,而且各种肿瘤的存活能力在本质上还有差异。镜下可见肿瘤细胞形成聚集体,其生存能力大大增加。纤维蛋白沉积物、血小板聚集体粘附于瘤细胞表面形成瘤栓,可以保护之免受机体免疫系统清除及机械的损伤。并利于其滞留于毛细血管床。在肿瘤细胞通过毛细血管时,剪切力和细胞因子活化内皮细胞,产生一氧化氮(nitric oxide, NO)。同时活化的吞噬细胞也产生一氧化氮。它可以调节血管的扩张和血小板凝集,进而影响细胞的滞留。还能诱导细胞凋亡,甚至直接发挥细胞毒作用。最终,仅一小部分经过“筛选”的细胞存活,到达靶器官。
  五. 肿瘤细胞的滞留、粘附、穿出管壁
  毛细血管的内皮细胞快速更新和脱落是正常的连续生理活动。同时,内皮细胞的磨损和撕裂也能导致暂时的裂隙并暴露基底膜。肿瘤的粘附分子可以将肿瘤瘤栓粘附于该处,瘤栓中的血小板也能与损伤内皮细胞表面的纤维蛋白沉积物加强这种结合作用。于是,肿瘤细胞-血小板-淋巴细胞团块滞留成功。另有报道瘤细胞的滞留粘附有器官特异性。
  上过程有多种因子参与除粘附分子、趋化因子之外,还有一类所谓的归巢因子。寻址素和归巢受体就是典型的代表。它们帮助肿瘤寻找靶器官。位于肿瘤细胞的归巢受体与内皮细胞表面的寻址素结合,使细胞靶向锚着。CD44作为转移抑制基因被认为是归巢受体参与细胞间细胞基质间的信号转导。ICAM-1 ,骨桥蛋白(OPN)同样也有类似的作用。
  粘附后的细胞团迅速生长,并分泌基质降解酶(如前述)第二次破坏基底膜,进入器官实质。
  六. 转移瘤的形成
  瘤细胞穿出后,与血管外的基质发生第三次粘附,这种粘附力高于对非靶器官实质细胞的粘附,又显示了其器官特异性。最初的转移瘤是在靶器官毛细血管周围形成的微小病灶。在缺乏支持组织的情况下,部分微小转移灶被宿主免疫系统清除。另一些克隆灶通过自分泌的血形成因子(前述)及时获得血供,并在与宿主相互作用中,自分泌、旁分泌一些生长因子,促使细胞增殖形成大的瘤体。关于转移瘤生长相关的细胞因子,近年来研究较多的有bFGF, IL-8, IGF-Ι,IGF-Ⅱ, EGF, IL-6, TGF-β。BFGF,IL-8作为黑色素瘤自分泌的因子可以促进转移灶的增殖,成骨细胞分泌bFGF,IL-6则可刺激前列腺癌转移细胞的生长。骨髓里的TGF-β, IGF-Ι、Ⅱ则是作为多发性骨髓瘤、乳腺癌的生长因子。转移瘤在局部的正负调节机制及宿主的免疫系统影响下,或局限于原位处于休眠状态,或打破平衡,不断增大甚至再次浸润转移,形成转移瘤的转移。
  总之,转移是一个连续的过程,转移的最终结果由转移细胞与宿主体内各平衡因素之间相互作用决定。转移瘤的形成是靠破坏体内平衡来实现的。研究这一机制,将为肿瘤转移的治疗提供新的思路和方法

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