肿瘤微环境在化疗耐受中的意义：肿瘤相关基质细胞保护肿瘤细胞免受细胞死亡

摘要

肿瘤的发展主要发生在肿瘤细胞遗传和表观遗传改变的积累之后。这些变化通过在细胞水平上影响药物的摄取、代谢或输出，为化疗敏感细胞向化疗耐药细胞的转化铺平了道路。许多报告揭示了肿瘤及其微环境的复杂性，肿瘤细胞位于异质的基质细胞群中。这些基质细胞（成纤维细胞、内皮细胞或间皮细胞、脂肪细胞或脂肪组织来源的基质细胞、免疫细胞和骨髓来源的干细胞）可能通过以下几种机制参与肿瘤细胞获得的化疗耐药性：（i）细胞-细胞和细胞-基质相互作用影响癌细胞对凋亡的敏感性；（ii）促进生存和肿瘤生长的可溶性因子的局部释放（基质细胞和肿瘤细胞之间的串扰）；（iii）与肿瘤细胞的直接细胞间相互作用（串扰或肿瘤性滋养细胞增多症）；（iv）在肿瘤微环境中产生有助于获得耐药性的特定生态位；或（v）将癌细胞转化为癌症起始细胞或癌症干细胞。这篇综述将集中于基质细胞异质群体的每个成员在赋予细胞毒素和细胞死亡生理介质抵抗力方面的意义。

1.简介

目前对腹膜腺癌的治疗大多包括化疗和手术。例如，卵巢腺癌的标准治疗是化疗前后的细胞减少手术。大多数患者在治疗后立即对化疗敏感且无癌。然而，取决于手术质量，50%至70%的患者会在一年内复发。当这种复发发生时，在大多数情况下，腺癌细胞获得了化疗耐药表型。这种耐药性可能与癌细胞内的基因改变有关，但最近的研究表明，它也可能与肿瘤微环境有关[1]. 事实上，这种微环境已被公认为影响癌症生长和影响治疗结果的主要因素。虽然小生境细胞本身并不是恶性的，但它们在支持肿瘤生长方面的作用对肿瘤的生存至关重要，因此它们已成为化疗药物的一个有吸引力的靶点[2]. 米兹等研究表明，环境介导的耐药性是由肿瘤微环境的信号事件快速诱导的，并且可能是可逆的，因为去除微环境可以恢复药物敏感性[1，三].

微环境（基质）由内皮细胞、癌相关成纤维细胞（CAF）、脂肪细胞、间充质细胞、间质干细胞（MSCs；骨髓源性、BM-MSC或癌相关、CA-MSC）以及来自免疫和炎症系统的细胞（肿瘤相关巨噬细胞、TAM、调节性T细胞、，等.）.基质细胞不仅与肿瘤细胞相互串扰[4]. 微环境细胞可能通过以下途径诱导肿瘤细胞获得耐药性：（i）细胞-细胞和细胞-基质相互作用影响癌细胞对凋亡的敏感性，从而影响耐药性；（ii）促进生存和肿瘤生长的可溶性因子（如白细胞介素-6（IL-6））的局部释放（基质细胞和肿瘤细胞之间通过两个细胞群分泌的旁分泌因子进行串扰）[1，5，6]; （iii）与肿瘤细胞的直接细胞间相互作用（串扰或肿瘤性滋养细胞增多症）[7]; iv）肿瘤微环境中特定生态位的产生，包括肿瘤细胞亚群，这些亚群可能在初次药物暴露后提供生存优势和/或增强缺氧导致生长因子上调，例如血小板衍生生长因子B（PDGF-B）、转化生长因子β（TGF-β），基质细胞分泌的胰岛素样生长因子2（IGF-2）、表皮生长因子（EGF），并使细胞的抗药性增加[8，9]; （v） 癌细胞转化为致癌细胞或癌干细胞[10].

2.细胞粘附和耐化学性

肿瘤细胞与其周围环境之间存在着“动态的、相互的”信息交换。宽松的微环境可能会影响肿瘤细胞对药物治疗的敏感性。ECM（细胞外基质）和基质成分的组成和组织有助于药物浓度的显著梯度，增加间质流体压力和代谢变化，所有这些都可以强烈增强肿瘤细胞对药物的耐药性[11]. 几十年来，人们已经认识到三维环境中细胞的微环境和结构组织的重要性。事实上，在1979年，萨瑟兰等结果表明，与单层组织相比，当细胞呈球状组织时，乳腺肿瘤细胞对阿霉素的耐药性更高[12]. 这种耐药性的增加并不是由于药物内化减少，而是由于细胞与细胞外基质之间的相互作用。在过去十年中，许多研究表明，通过CAMs和整合素，癌细胞粘附诱导的几种肿瘤模型的存活率增加，细胞外基质成分，如纤维连接蛋白或层粘连蛋白[11]. 例如，L1细胞粘附分子（L1-CAM）可以阻止顺铂诱导的卵巢癌细胞系OVMz的凋亡[13]. 同时，L1-CAM阻断抗体与细胞抑制药物的结合可降低肿瘤生长体内在胰腺癌和卵巢癌模型中，与凋亡细胞数量增加有关，表现为procaspase-8表达增加，与caspase-3激活有关[14]. 埃尔贝尔等研究表明，顺铂治疗可以通过整合素β1和NF-κB依赖性途径触发粘附在癌基质上的口腔癌细胞的增殖[15]. 同样，与ECM和基质细胞结合的整合素也可以控制血液学和上皮性恶性肿瘤的细胞周期进展。科雷艾等在Hazlehurst的评论作品中描述等世界卫生组织报道，β1整合素与纤连蛋白粘附诱导的骨髓瘤细胞G1期阻滞与细胞调节因子p27水平上调和对依托泊苷耐药性增强有关[11，16]. 最后，除了决定细胞和组织结构外，细胞表面粘附分子感知ECM的方式也会影响细胞核结构和染色质组织。这种染色质重组可以影响对结合或破坏DNA的药物的耐药性[11].

总之，这些数据表明，“恶性”组织结构表型是肿瘤抵抗化疗生存率增加的原因(图1).

3.内皮细胞

血管是肿瘤的重要组成部分，因为它们运输肿瘤生存和生长所需的营养物质和氧气。肿瘤血管化是一个由“血管生成开关”启动的过程，可诱导肿瘤细胞凋亡减少[17]. 因此，血管生成机制也通过促进对凋亡的抵抗而导致肿瘤化疗耐药。

3.1、。参与血管生成的生长因子有助于生存

血管内皮生长因子（VEGF）是最有效的血管生成诱导剂。它刺激内皮细胞增殖、迁移、分化和血管分支（最近在[18]). 在血管生成过程中，VEGF由多种细胞分泌，包括内皮细胞和肿瘤细胞[19].

一些癌细胞表达两种VEGF受体之一，即VEGFR-1或VEGFR-2（Flk/KDR），并可被VEGF信号刺激[20——22]. VEGF不仅是一种有丝分裂原，也是一种生存因子[23]其过表达可诱导软组织肉瘤对化疗药物的耐药性[24]. VEGFR-2的表达与非小细胞肺癌的化疗耐药相关[25]而结直肠癌细胞中VEGF表达的缺失导致细胞凋亡增加（自发和化疗诱导）[26]. VEGF通过诱导包括survivin和Bcl-2在内的抗凋亡蛋白的表达来修改内皮细胞的凋亡信号通路[27——29]PI3K/Akt生存途径的激活[30]. VEGFR中的VEGF也可以上调Bcl-2的表达或磷酸化⁺不同来源的原代和/或永生化癌细胞，白血病[31，32]或乳腺癌[33]. 在慢性淋巴细胞白血病B细胞中，VEGF与STAT1和STAT3直接相互作用，导致其他抗凋亡蛋白Mcl-1和XIAP上调，并保护细胞免受死亡[34]. 周细胞专门负责血管的稳定和成熟，可以促进内皮细胞的存活[35]. 它们通过NF-κB信号刺激VEGF的表达而作用于内皮细胞。周细胞通过分泌卵黄凝集素诱导内皮细胞整合素α的激活_V（V）导致抗凋亡蛋白Bcl-w的表达增加[36]. 有趣的是，在血管生成所需的凋亡步骤中，VEGF诱导的这种促生存信号可以被组织形态发生的调节因子TGFβ1转化为促细胞死亡信号[37].

耐药获得和血管生成是两个相互联系的过程。事实上，一项研究表明，神经母细胞瘤细胞通过持续治疗获得的化疗耐药性与血管生成基因的转录组修饰相关，并与血管生成的积极影响相关体外和体内[38]. 在乳腺癌细胞系中，Bcl-2的过度表达增加了低氧刺激VEGF的表达[39]. 相反，在两种不同的肿瘤异种移植模型（前列腺和结肠）中，通过不同方法下调抗凋亡蛋白Bcl-2或survivin可提高治疗敏感性（放疗或化疗）并抑制VEGF表达和血管生成[40，41].

3.2、。内皮细胞对细胞凋亡的保护作用

除了肿瘤细胞外，任何癌症治疗都需要根除内皮细胞，以将复发风险降至最低。这些细胞根据所研究的模型和死亡诱导剂，形成自己的特定凋亡抵抗途径。FGF-2也是一种血管生成因子，促进辐射治疗后内皮细胞的凋亡抵抗[42]或生长因子缺乏[43]. 它与VEGF具有相同的促生存作用，上调Bcl-2和survivin的表达[44]并激活蛋白激酶Akt[45，46].

FGF-2和VEGF均能保护内皮细胞在接受不同化疗后免受凋亡，并且由于PI3K/Akt信号通路的激活而具有相加效应[26]. 癌细胞可以作用于内皮细胞，并通过分泌VEGF和随后激活促生存基因表达，保护其免受辐射后的凋亡[47]. 此外，在不同的癌症模型中，肿瘤相关的内皮细胞与来自正常器官或细胞的内皮细胞不同。例如，与正常内皮细胞相比，肿瘤相关内皮细胞通过在肾癌中表达PAX2而表现出更强的化疗耐药性[48]survivin在胶质瘤模型中的过度表达[49]以及NF-κB依赖通路的激活促进肝细胞癌中Akt和VEGF的表达和细胞存活[50]. 这些分子通路也与血管生成的刺激有关[48——50].

3.3. 治疗

在过去几年中，已经开发出了特定的抗血管生成药物，其中大多数以VEGF信号传导（VEGF或VEGFR）为靶点。

自第一次临床前研究以来，抗血管生成疗法被用作单一药物，以抑制血管生成和减少肿瘤生长[51]也可以增加肿瘤细胞的凋亡[52]. 它们与传统疗法结合使用，以提高分娩能力[53]通过降低间隙流体压力[54]. 此外，联合使用两种血管生成抑制剂在胶质瘤模型中显示出非常有希望的结果，其中VEGFR2抑制剂不允许血管退化。与PDGFR-β抑制剂联合使用，通过靶向周细胞（内皮细胞生存机制的介质）克服了生存机制，从而证明在血管中，抵抗过程协同工作[55]. 在临床试验中，抗血管生成治疗已被证明可以改善不同类型癌症的化疗反应[56，57]然而，当单独使用时，它们不允许改善长期效益[58].

抗血管生成治疗期望值和临床观察值之间的矛盾可以通过最近的概念来解释，该概念发展了这样一种观点，即抗血管生成疗法在促进“血管正常化”时能提供最佳结果。这些药物不会消除肿瘤血管生成，而是将血管生成因子过度表达引起的暂时无政府状态的肿瘤血管转变为正常血管。这不仅可以更好地进行化疗，提高放射治疗的敏感性，还可以通过重建内皮细胞屏障减少肿瘤细胞在血液循环中的外渗和迁移[55，59]. 与每种治疗方法一样，抗血管生成药物的耐药性主要是由于其作用机制。事实上，他们的目的是抑制血管生成导致缺氧[60].

3.4. 从缺氧到血管生成

为了生存，肿瘤细胞发展了几种适应机制，包括代谢转变（氧化代谢到糖酵解）和凋亡抵抗[61]. 微环境可以通过激活耐药信号通路积极影响肿瘤的凋亡抵抗。微环境施加的极端条件也可以通过迫使癌细胞改变其表型来影响癌细胞，以克服缺氧并存活。肿瘤在缺氧条件下生存的主要途径之一是逃离局部区域，从而解释了这些细胞的高迁移和侵袭潜力[60]. 缺氧对癌细胞来说是严重的，但会导致遗传不稳定，并导致选择具有最高转移能力的最恶性细胞[62]. 缺氧期间起作用的关键分子是低氧诱导转录因子1（HIF-1），它能激活数百个基因，包括血管生成和自分泌生长因子和受体、糖酵解酶和细胞外蛋白酶[63]. 缺氧尤其会诱导肿瘤细胞中VEGF的表达，从而激活第3.3点所述的抗凋亡途径。[64]. 低氧还可以通过HIF1和NF-κB的激活诱导炎症状态，从而分泌能够招募炎症细胞的趋化因子和细胞因子，炎症细胞也会释放VEGF[65].

抗血管生成治疗通过其在癌细胞中引起的低氧反应，可能导致转移和侵袭的增强[66]并可能导致更具攻击性的行为。这一点有争议，目前仍在调查中。事实上，虽然一些临床前研究表明局部侵袭和转移是由抗VEGF治疗触发的[67，68]其他人发现对转移没有影响[69，70].

4.成纤维细胞

4.1. 非活化成纤维细胞

在多发性骨髓瘤（MM）（一种浆细胞癌）的特殊情况下，MM细胞和骨髓成纤维细胞之间的粘附导致后者分泌IL-6[71]. 这种多效性细胞因子已证明能够通过Jak/STAT通路和抗凋亡蛋白Bcl-xL的表达诱导MM细胞抵抗凋亡刺激和化疗药物[72].

4.2. 肌成纤维细胞或癌相关成纤维细胞（CAF）

肌成纤维细胞或癌相关成纤维细胞（CAF）是肿瘤微环境中最丰富的细胞类型。虽然它们的促肿瘤作用众所周知，但它们的起源和明确的表型尚未确定。通过某些标记物的表达，如α平滑肌肌动蛋白（αSMA）、成纤维细胞活化蛋白（FAP）、tenascin-C或结蛋白，可以将其与正常成纤维细胞区分开来[73].

癌细胞和CAF都能分泌前列腺素E₂（由COX-2激活产生）和1-磷酸鞘氨醇（S1P），可以自分泌或旁分泌方式调节细胞存活和化疗耐药通过PI3K-Akt/PKB途径激活[74]. 在胆管癌中，CAF还分泌血小板生长因子BB（PDGF-BB），保护胆管癌细胞免受TRAIL细胞毒性的影响，因此暗示参与了Hedgehog（Hh）通路[75].

CAF可以通过分泌骨膜素（αvβ3和αvβ5整合素的配体）来调节细胞外基质的组成，骨膜素允许乳腺癌模型中的癌细胞粘附和迁移，但也可以通过PI3K-Akt/PKB激活来抵抗凋亡[76]. 由于表达丝氨酸蛋白酶FAP，CAF允许I型胶原断裂，从而实现细胞外基质重塑[77]. 通过以整合素依赖的方式与胶原纤维相互作用，这些细胞在纤维之间施加更大的张力，最终增加间质压力，从而降低药物的吸收和疗效[78]. 一致地，成纤维细胞衍生的3D基质已被证明可促进PANC-1细胞系（胰腺癌细胞）对紫杉醇的耐药性[79].

肌成纤维细胞在胰腺癌模型中增强了化疗耐药性通过STAT1的表观遗传抑制和caspases的表达降低（8、9、7和3）。他们通过诱导DNA甲基转移酶1（DNMT1）和CpG DNA-超甲基化的表达来实现这一目的[80].

它们在肿瘤基质中的丰富性以及对肿瘤进展和凋亡抵抗的各种影响使CAF成为抗癌治疗的新靶点。靶向CAF而非正常成纤维细胞的愿望推动了抗肿瘤素-C或抗FAP分子的发展。与对照组相比，抗肿瘤素单克隆抗体81C6在恶性胶质瘤化疗后的II期试验结果是有希望的[81].

与肿瘤细胞相比，基质成纤维细胞具有遗传稳定性，是免疫治疗的可靠靶点。洛弗勒等.开发了一种通过激活CD8靶向FAP的DNA疫苗⁺T细胞是为了特异性地杀死CAF，从而减少I型胶原的表达并提高药物的摄取。这种抗FAP疫苗与阿霉素联合使用，在半数受试小鼠中抑制了肿瘤生长并完全排斥肿瘤，而单用阿霉素治疗则无法存活[82].

5.间充质干细胞（MSCs）或类MSC细胞（CA-MSC）

MSCs是多能干细胞，能够分化为多种细胞类型，包括脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞、成纤维细胞、空泡周围和血管结构[三，83]. 间充质干细胞被大量募集到发育中的肿瘤的间质中，肿瘤的生长诱导旁分泌和内分泌信号的持续产生，从而将间充质干细胞从骨髓（BM）中动员出来[三]. 在一些腹膜癌，如卵巢癌中，MSCs被描述为位于肿瘤细胞周围和腹水中。这些MSC不能再被定义为多能干细胞，因为它们不能在不同的细胞系中分化。它们被定义为癌相关（CA-MSC），并呈现CAF的一些特征标记（PDGFR、FAP的表达…）[84]. 研究发现，这种MSC通过释放大量生长因子和细胞因子来刺激肿瘤生长、增强血管生成和促进转移形成[三，85，86]. 罗德哈特等. [三]，徐等. [87]，郝等. [88]、Jin等. [89]和我们的团队[4，7]最近的研究表明，MSC也参与了多种化疗药物耐药性的形成(图1和2).

5.1. 电池触点

间充质干细胞可以通过细胞与细胞的直接接触来促进这种化学抗性。首先是徐等提出BM基质细胞产生的TGF-β1通过直接细胞间相互作用促进白血病细胞的生存和化疗抵抗[87]. 他们表明，LY2109761阻断TGF-β信号，有效抑制促生存信号，可以提高BM微环境中化疗对骨髓单核细胞白血病细胞的疗效。拉菲等.证明了CA-MSC（在他们的研究中称为临终关怀细胞）通过直接细胞间接触以及膜贴片和MDR蛋白的交换（肿瘤性巨细胞病）赋予卵巢癌和乳腺癌细胞化疗耐药性的能力[5，7].

金等显示MSC与KBM-5白血病细胞共培养可保护后者免受伊马替尼诱导的细胞死亡。由于CXCR4拮抗剂AMD3465或整合素连接激酶QLT0267抑制剂消除了这些抗凋亡作用，他们认为伊马替尼上调CXCR4可促进慢性粒细胞白血病（CML）细胞向骨髓基质迁移，导致G0-G1细胞周期停滞，从而确保静止CML祖细胞的存活[89].

5.2. 局部释放的可溶性因子

Roodhart、Hao和Castells表明，MSCs可以通过在肿瘤附近释放因子来诱导化疗耐药。卡斯泰尔等结果表明，CA-MSCs和BM-MSCs的上清液能够通过减少细胞凋亡来诱导化疗耐药性的发展。他们观察到，CA-MSC分泌物能够通过抑制效应半胱天冬酶的激活和凋亡阻断，使卡铂对卵巢癌细胞产生耐药性。PI3K/Akt通路信号的激活和下游靶点Xiap的磷酸化强调了其在卵巢癌化疗耐药性中的意义。

肿瘤微环境中释放的因子尚未确定。使用激活的MSC，Roodhart等还表明MSC是化疗耐药的有效介质，并揭示了增强患者化疗疗效的靶点。他们声称MSC本身并不诱导化疗耐药，而是内源性MSC在铂类似物治疗期间被激活，然后分泌保护肿瘤细胞免受一系列化疗药物影响的因子。通过代谢组学方法，他们确定了两种不同的铂诱导的多不饱和脂肪酸（PIFAs），12-氧代-5,8,10-十七碳三烯酸（KHT）和十六烷-4,7,10,13-四烯酸（16:4（n-3）），它们以微量诱导对广泛的化疗药物产生耐药性。阻断参与这些PIFA生成的中心酶（环氧合酶-1和血栓素合成酶）可防止MSC诱导的耐药性[三]. 郝等在骨髓瘤中，IL-6、VEGF的分泌以及与多发性骨髓瘤患者微环境衍生基质细胞（MM-BMSCs）的细胞间接触显著降低了骨髓瘤细胞对硼替佐米治疗的敏感性。从机制上讲，他们将化疗耐药性与骨髓基质干细胞抑制miRNA-15a表达联系起来[88].

5.3. 缺氧

帕凯等表明CA-MSCs可诱导肿瘤周围缺氧小生境的形成，与HIF1-α的高表达相关[84]. 贝尼托等表明白血病细胞和骨髓微环境之间的相互作用促进了白血病细胞的存活，并赋予了对抗白血病药物的耐药性[90]. 他们将骨髓微环境中的缺氧区域与造血细胞的存活优势联系起来，并表明缺氧促进了各种ALL衍生细胞系的化疗耐药性。

5.4. 间充质细胞向肿瘤起始细胞的转化

在他们的研究中，滕等研究表明，特定抑癌基因内的DNA超甲基化足以完全转化体细胞间充质干细胞。含有HIC1/RassF1A靶向启动子甲基化的MSCs显示了癌症干/起始细胞的几个特征，包括丧失锚定依赖性、增加集落形成能力、耐药性和多能性。此外，这些细胞对神经元和骨细胞诱导保持敏感，并在异种移植物中显示出谱系特异性标记物和干细胞标记物。滕等提出在不同环境生态位的影响下，这些转化的干细胞可能会引发组织特异性癌症[10].

6.免疫系统

免疫系统监测并消除病原体以及发展中的肿瘤。然而，肿瘤细胞可以逃避免疫并改变免疫细胞的表型，这些免疫细胞成为促肿瘤细胞，从而促进肿瘤生长、血管生成或转移过程[91]. 已经描述了肿瘤逃避免疫系统诱导的细胞死亡的几种机制[92]. 关于免疫系统本身对肿瘤抗化疗和凋亡的影响，已有一些研究。

最近的一些研究报告了髓细胞介导抗血管生成药物耐药性的能力。舍亚等显示CD11b⁺第1组⁺细胞（可能是树突状细胞、单核细胞或中性粒细胞）可以在肿瘤中启动和招募，在肿瘤中它们可以介导抗VEGF治疗无效。他们还表明，在难治性肿瘤中，联合使用抗血管内皮生长因子治疗和针对髓系细胞的单克隆抗体比单独使用抗血管生长因子治疗具有更好的生长抑制作用[93]. 靶向胎盘生长因子（PIGF）是一种促血管生成的细胞因子，可减少肿瘤生长、血管生成和转移，并增强化疗（吉西他滨或环磷酰胺）和抗血管内皮生长因子治疗黑色素瘤或胰腺肿瘤模型的疗效。费希尔等表明PIGF途径的抑制是VEGFR-1减少的原因⁺巨噬细胞募集导致抗血管内皮生长因子治疗反应改善[94].

6.1. 巨噬细胞

单核细胞和巨噬细胞来源于骨髓中的髓样细胞。成熟后，单核细胞在血液中循环，并能迁移到组织中分化为巨噬细胞。根据环境背景和肿瘤发展阶段，活化的巨噬细胞可分为两种不同的表型：抑制肿瘤生长的M1（经典活化）和促肿瘤的M2（替代活化）。虽然确切的定义仍有争议，但很明显肿瘤相关巨噬细胞（TAM）始终表现出高度免疫抑制M2的特征[95].

在发展中的肿瘤中，有利于肿瘤进展的平衡，TAM的化学保护作用与细胞毒性CD8的降低密切相关⁺T淋巴细胞活性。确实，低氧TAM抑制CD8⁺通过激活诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和精氨酸酶I（ArgI，肝型）以HIF1α依赖的方式激活T淋巴细胞活性。此外，乳腺肿瘤中CSF1中和抗体对TAM募集的抑制导致对紫杉醇的化疗敏感性更好，肿瘤进展和转移减少，这与CD8存活率增加有关⁺T细胞。[96].

什里等显示组织蛋白酶表达的巨噬细胞保护乳腺癌细胞免受以下化疗药物诱导的细胞死亡：紫杉醇、足叶乙甙和阿霉素。他们强调了将抗微环境药物与经典化疗相结合的重要性。事实上，在乳腺癌小鼠模型中，与单独使用紫杉醇相比，联合使用抗组织蛋白酶和紫杉醇治疗可以提高抗肿瘤疗效、晚期生存率并降低转移负担[97]. 单核细胞（单核细胞样细胞系U937）阻止喜树碱和染料木素诱导的胰腺癌细胞凋亡体外白细胞介素-1β介导的环氧合酶-2（COX-2）的表达和前列腺素的产生[98].

6.2. 细胞毒性CD8⁺T淋巴细胞

虽然TAM具有促肿瘤作用并增强化疗耐药性，但细胞毒性CD8的存在⁺淋巴细胞（CTL）通常与良好的预后和更好的化疗反应相关。事实上，CTL在分泌可诱导肿瘤细胞凋亡的穿孔素或颗粒酶方面具有抗肿瘤活性。CD8的高密度⁺细胞与原发性结直肠癌或肝转移化疗的更好反应相关[99，100]. 登克特等表明乳腺癌中淋巴细胞浸润的存在与蒽环类和紫杉烷新辅助化疗的疗效增加有关[101] (图1，图3（A、B）).

化疗和CTL之间的相互作用非常紧密，第一次治疗后可以提高后者的疗效。事实上，在间皮瘤小鼠模型中环磷酰胺治疗使肿瘤细胞对CTL诱导的TRAIL介导的死亡敏感[102]. 此外，化疗（基于紫杉醇、顺铂或阿霉素）导致甘露糖-6-磷酸受体上调，从而增加肿瘤细胞对CTL释放的颗粒酶B的通透性[103]. 马塔罗洛等结果表明，在小鼠乳腺癌模型中，阿霉素治疗可促进IFN-γ和IL-17生成CD8的增殖⁺T细胞。反过来，他们证明CD8α、CD8β和IFN-γ的表达与乳腺癌患者阿霉素治疗的疗效呈正相关[104]. 因此，化疗和CTL具有协同作用。经典化疗和免疫疗法之间的联系是一种非常有趣的治疗发展方式。

6.3. γδT淋巴细胞

γδT淋巴细胞是CD3⁺用γ链和δ链表达TCR的细胞。它们代表少量T淋巴细胞（5%），具有抗肿瘤特性。最近，Zitvogel团队证明，产生IL-17的γδT淋巴细胞暗示了化疗的疗效。事实上，在缺乏这些γδT细胞的小鼠模型中，没有IL-17的产生，CTL不能侵袭肿瘤。因此，化疗效果受损[105].

6.4. 调节性T细胞（Treg）

调节性T细胞，Fox3p⁺CD4亚群⁺T淋巴细胞对化疗的反应也存在争议。它们的存在与早期乳腺癌化疗患者的更好生存率相关[106]. 然而，其他一些研究表明，Tregs在乳腺癌中的补充可能会导致不良的临床结果和较高的复发风险[107，108]. 在最近的工作中，刘等证明肿瘤中CTL和Tregs之间的平衡是预测其对化疗反应的基础。在晚期非小细胞肺癌的情况下，高Fox3p⁺/CD8（CD8）⁺该比率与以铂为基础的化疗的不良反应有关[106].

6.5. T辅助细胞（Th）

CD4细胞⁺原始T淋巴细胞经抗原呈递细胞（APC）激活后，可分化为效应细胞：T辅助细胞（Th）。与APC的相互作用和细胞因子环境的性质将确定所获得的亚型：Th1、Th2和Th17。这些细胞隐含在免疫系统的激活中，但其细胞因子的产生和生物功能不同。

Th1细胞以分泌IFN-γ和TNF-α为特征，负责激活CTL或抗肿瘤巨噬细胞。托西利尼等最近的研究表明，Th1细胞的存在与结直肠癌患者延长无病生存期相关[109].

相反，Th2细胞分泌IL-4并在激活肿瘤相关巨噬细胞等方面促进肿瘤进展[110]. 一些数据直接将Th1和Th2细胞与化疗疗效联系起来。然而，IL-4（Th2细胞因子）的产生与化疗抵抗和甲状腺癌相关[111].

Th17分泌促炎细胞因子IL-17，并具有抗肿瘤和促肿瘤活性。微环境背景在Th17细胞与肿瘤之间的相互作用中非常重要。然而，许多数据将IL-17的产生与肿瘤床中CTL的建立联系起来，如之前所引用的γδ淋巴细胞的IL-17产生与抗癌疗效[112].

正如丁和周在这里回顾的，针对CD4⁺T细胞构成了一种新的免疫疗法，以提高化疗疗效[113].

6.6. 肥大细胞

在免疫来源的基质细胞中，肥大细胞（MC）已被观察到浸润肿瘤肿块。事实上，在淋巴恶性肿瘤中，浸润的MC已被证明支持克隆存活和增殖，并对预后产生负面影响[114]. 肿瘤促进机制包括释放促血管生成因子，如FGF-2[115]或血管内皮生长因子（VEGF）和基质金属蛋白酶（MMP9），以及白细胞介素-10等免疫抑制细胞因子[116]. 如前所述，这些分子还与肿瘤细胞获得化疗耐药性有关，MC可能是化疗治疗的潜在靶点。它们被证明是伊马替尼治疗癌症的典型非靶向细胞，因为它们组成性地高表达c-Kit，强烈依赖c-Kit信号进行发育和激活，以及上述促肿瘤活性[114].

7.脂肪细胞

虽然它是乳腺癌基质中最丰富的部分之一，但对组成脂肪组织的细胞——脂肪细胞却知之甚少。可以肯定的是，它们是活跃的内分泌细胞，能够分泌生长因子并促进肿瘤进展。艾扬格等显示脂肪细胞条件培养基可以提高乳腺癌细胞MCF-7在血清饥饿培养基中的存活率[117]. 最近的一项研究结果支持了脂肪细胞增强白血病小鼠化疗耐药性的能力。在另一项研究中，3L3-L1脂肪细胞被证明可以保护人类白血病细胞株免受长春新碱、尼罗替尼、柔红霉素和地塞米松的影响，这种作用与细胞接触无关，并且与抗凋亡因子Pim-2和Bcl-2的表达增加有关[118]. 博歇等证明癌相关脂肪细胞也能促进放射抗性，并提出这种效应可能是由于IL-6的分泌和Chk1的磷酸化所致[119].

考虑到全球肥胖发病率的增加，研究脂肪细胞和癌细胞之间的相互作用及其对化疗和放疗抵抗的影响对于发现和开发新的治疗方法至关重要(图1，4).

8.miRNA

越来越多的基因表达似乎受到microRNAs（miRNAs）的调控。这些小的（约22 bp）非编码RNA以mRNA为靶点进行切割、破坏或抑制其翻译[120].

一些miRNAs的表达在癌症中被解除调控，并可能通过已知或未知的机制参与化疗耐药。MiR-Let-7e、MiR-130a等与卵巢癌顺铂和紫杉醇耐药相关[121]. 一些miRNAs，如循环miR-125b或miR-221，被发现是乳腺癌化疗耐药性的预测标记[122，123]. 已知其他miRNAs通过调节参与生存或细胞死亡的基因与化疗耐药有关。在套细胞淋巴瘤簇中，miR-17~92通过靶向该信号通路的负调控因子（蛋白磷酸酶PHLPP2和PTEN），允许生存通路PI3K/Akt的重新表达[124]. 在食管癌中，这种信号通路也可以通过miR-200c下调PPP2R1B（蛋白磷酸酶2A的亚基）而被激活[125]. miR-155通过特异性抑制FOXO3a而成为乳腺癌化疗耐药性的决定因素，FOXO3a可通过上调凋亡蛋白（BIM、p27…）和抑制FLIP和Bcl-xL等抗凋亡分子诱导细胞死亡[126].

此外，miRNAs可以在癌细胞中过度表达，从而对微环境刺激产生耐药性。Bourguignon及其同事发现头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）miR-21通过透明质酸与其受体CD44的结合和促进Nanog-Stat 3复合物的形成而上调，从而使miRNA转录激活和表达。miR-21上调导致肿瘤抑制蛋白（PDCD4）减少，上调凋亡蛋白家族抑制剂（IAP）和耐药性[127]. 低氧等应激条件导致一些miRNAs的基因表达发生深刻改变和解除调控[128]. 例如，在HNSCC中，miR-98在缺氧条件下上调，至少导致高迁移率A2蛋白HMGA2下调，并增强对顺铂和阿霉素的化疗耐药性[129].

9.结论

这篇综述强调了在癌症治疗中同时靶向肿瘤微环境（基质细胞和恶性细胞）的两个分区的重要性。许多靶向治疗药物目前正在开发中，不仅针对癌细胞，还针对来自微环境的细胞，如成纤维细胞、内皮细胞或间充质干细胞。例如，目前正在试验中的一种三联疗法以PDGFR（由癌细胞、MSCs和成纤维细胞表达）、VEGFR（通过内皮细胞和癌细胞表达）和FGFR（由成纤维细胞和癌症细胞表达）为靶点。这些新型靶向抗癌剂中有三分之二抑制激酶，包括在癌细胞和微环境细胞中激活的EGFR、Src和哺乳动物雷帕霉素靶点（mTOR），目前几种V-ATP酶抑制剂正在试验中。尽管这些治疗方法看起来令人信服，但它们与许多与消除与癌症进展或化疗耐药无关的细胞相关的副作用有关。然而，正如许多作者所描述的，来自微环境的细胞与它们的生理亲本细胞表现出一些不同，希望依然存在。事实上，当我们将一些癌基质细胞与另一器官的同一细胞进行比较，并确定了一些遗传改变。这可以区分肿瘤相关成纤维细胞（TAF）与成纤维细胞、癌相关MSC与骨髓基质干细胞（或ADSC）、M1巨噬细胞与肿瘤相关巨噬细胞（TAM）。来源相同但进化不同的细胞之间也存在差异，这取决于器官和相关病理的进化，例如，临终关怀细胞/CA-MS、肌成纤维细胞/TAFs。这突出了微环境细胞的广泛多样性和可塑性。父母细胞（如巨噬细胞、中性粒细胞或MSC）大多具有抗肿瘤特性。然而，它们可以根据肿瘤极化成不同的状态，并获得促肿瘤功能，同时它们也可能影响化疗耐药性的获得并作用于肿瘤细胞的凋亡途径。然而，究竟是什么导致微环境细胞从抑制肿瘤转变为促进肿瘤仍然是个谜。微环境细胞（如MSC）在化疗期间被激活（铂类似物）并分泌保护肿瘤细胞免受一系列化疗药物影响的因子是可行的。未来的目标将是描述癌症激活的基质细胞与其生理对应物之间的表型差异，以便确定专门针对激活的基质电池的治疗方法。研究特定基因改变对本地肿瘤微环境中治疗反应的影响，对于有效药物开发、个性化癌症治疗方案和合理设计联合治疗方案至关重要。

尽管对基质细胞激活癌细胞以促进癌症进展和化疗的方式进行了描述，但对基质细胞首次激活以诱导这些效应的机制知之甚少。癌细胞和基质细胞之间存在相互作用，但基质细胞和癌细胞产生的因子因环境和微环境的不同而不同。例如，Roodhardt等描述了MSCs通过释放脂肪酸诱导癌细胞对化疗产生耐药性，而Castells等提出肿瘤细胞可以通过巨噬细胞释放IL-6和IL-8获得化疗耐药性，巨噬细胞被人类卵巢癌中MSCs产生的一种未知分泌因子激活[4]. 因此，鉴于越来越多的证据支持微环境细胞增强肿瘤化疗耐药机制的多样性，在临床环境中抑制基质细胞释放的因子将是一项挑战。

最后，最近的几项研究证明了脂肪酸在癌细胞及其微环境之间的细胞信号传递和相互对话中的意义，以及它们在化疗耐药性中的重要性。它们作为治疗反应的关键调节剂的潜力需要进一步的基础和转化研究，这可能使它们成为一个有希望的治疗靶点。

化疗敏感性和化疗耐药性背后的机制正在被揭示，然而，管理那些原发性化疗难治性疾病或在最积极的补救治疗后复发的患者仍然是一个挑战。传统的抗癌药物筛选通常是在肿瘤微环境中缺乏辅助细胞的情况下进行的，这可能会深刻改变抗肿瘤药物的活性。在缺乏相关肿瘤微环境相互作用的情况下进行临床前药物测试可能会高估潜在的临床活性，从而至少部分解释了癌症临床前疗效和临床疗效之间的差距[130，131].

必须在肿瘤与基质相互作用的背景下，筛选候选抗癌药物，以使用能够克服基质介导的耐药性并以综合致死方式发挥作用的潜在治疗药物来丰富临床前管道。