Cancer Cell：中性粒细胞胞外陷阱促进化疗耐药性产生

发布于:细胞生物研究 2023-04-28 5334

乳腺癌是女性发病率和死亡率最高的癌症，肿瘤转移是导致大多数乳腺癌患者死亡的原因之一，大多数乳腺癌转移患者都会采用化疗治疗，但是很多情况下肿瘤都会出现化疗耐药性，虽然已知肿瘤微环境会导致化疗耐药性的产生，但是特定的宿主细胞是否会影响化疗效果仍不太清楚。

2023年4月10日，来自法国蔚蓝海岸大学的Jean Albrengues和Cedric Gaggioli研究团队在Cancer Cell上发表题为Neutrophil extracellular traps formed during chemotherapy confer treatment resistance via TGF-b activation 的文章，发现化疗会导致中性粒细胞的增多和中性粒细胞胞外陷阱（NET）的形成，从而促进化疗耐药性产生，机制上是化疗促进肿瘤细胞分泌IL-1β，促进NET形成，与NET结合的整合素αvβ1和蛋白酶MMP9联合激活TGF-β，促进肿瘤细胞上皮间质转化，产生化疗耐药性。

为了研究化疗如何影响转移肿瘤微环境，研究人员给小鼠静脉注射乳腺癌细胞，待其转移7天后，用化疗药物处理，随后用流式细胞术检测肺部的细胞变化，结果发现化疗并不会导致无肿瘤对照小鼠肺部变化，但是对于肿瘤肺转移小鼠，化疗会导致肺部中性粒细胞增多。

于是他们猜测肺部中性粒细胞增多可能会影响化疗效果，他们用Ly6G抗体来清除中性粒细胞之后发现，化疗效果得到显著增强。并且由于中性粒细胞的趋化性是由细胞因子受体CXCR2介导的，于是他们用药物抑制CXCR2后发现中性粒细胞的招募现象减弱，化疗效果增强。值得注意的是，单独清除中性粒细胞或抑制CXCR2都不能降低肿瘤转移。

因此，化疗会促进中性粒细胞的招募，从而导致化疗反应的减弱。

中性粒细胞是人类血液中占比最大的白细胞，可以通过吞噬、脱粒（将细胞毒性酶释放到细胞外）或形成中性粒细胞胞外陷阱（NET）来杀死有害微生物，NET是由释放到细胞外的DNA骨架和与之结合的细胞毒性酶组成的。

为了研究中性粒细胞如何影响化疗反应，他们将乳腺癌细胞与新分离的骨髓来源的中性粒细胞共培养，发现乳腺癌细胞对化疗的反应降低了，有趣的是，他们发现当与肿瘤细胞共培养并用化疗药物处理时，中性粒细胞会形成NET，为了研究NET是否会影响化疗反应，他们用PAD4抑制剂或DNase I处理来抑制NET形成，发现可以抑制中性粒细胞介导的化疗耐药性，并且直接添加含有NET的条件培养基也可以使乳腺癌细胞产生化疗耐药性，体内实验也表明，抑制NET可以增强化疗效果。

此外，他们分析了16名乳腺癌转移患者在二线化疗前后的血浆，结果发现，产生化疗耐药性患者的血浆中NET水平显著升高，而具有部分化疗反应的患者血浆中NET水平较低。

那么为什么化疗会促进NET形成呢？他们发现化疗诱导肿瘤细胞死亡，促进释放CXCL1和CXCL5（促进招募中性粒细胞）和ATP（促进NLRP3炎症小体激活和IL-1β分泌），IL-1β促进NET形成。

为什么NET会导致化疗耐药性呢？他们发现NET会激活肿瘤细胞中的TGF-β信号通路，诱导上皮间质转化（EMT）和化疗耐药性。

MMP9是一种与NET结合的蛋白酶，并且可以激活TGF-β（TGF-β是以一种无活性的复合物形式被分泌出来的，需要经过加工才能变成活性形式），抑制化疗效果。此外，与NET结合的整合素ITGαvβ1可以与无活性的TGF-β结合，即肿瘤细胞分泌的无活性的TGF-β先被NET上的ITGαvβ1捕获，随后被NET上的MMP9剪切并激活，导致化疗耐药性。