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1、44巨噬細(xì)胞是先天免疫系統(tǒng)中的關(guān)鍵細(xì)胞,是單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)(MPS)的主要成分 1,其中還包括骨髓祖細(xì)胞和血液?jiǎn)魏思?xì)胞。最近的研究表明,MPS系統(tǒng)的不同成分來源 于胚胎發(fā)育的各個(gè)階段,并非全部來自同一祖先譜系2 3。巨噬細(xì)胞的功能與其譜系一樣 多樣,在正常的體內(nèi)平衡和疾病發(fā)展中起著重要作用4 5。在急性和慢性炎性疾病狀態(tài)如 傷口,惡性腫瘤和自身免疫疾病中尤其如此。越來越多的證據(jù)表明巨噬細(xì)胞在正常和患病的 組織重塑中起著重要作用,包括血管生成,基底膜破裂,白細(xì)胞浸潤(rùn)和免疫抑制4。因此, 巨噬細(xì)胞已成為多種疾病狀態(tài)的中心藥物靶標(biāo),包括腫瘤微環(huán)境(TME)。這篇綜述著重于 影響巨噬細(xì)胞的惡性腫瘤的藥
2、物策略,而讀者可以參考最近的優(yōu)秀綜述,了解巨噬細(xì)胞生物 學(xué)的其他方面,包括巨噬細(xì)胞生理功能5,巨噬細(xì)胞在腫瘤發(fā)生中的作用6,以及巨噬細(xì) 胞藥物靶標(biāo)的臨床適用性和翻譯7。該綜述首先介紹了巨噬細(xì)胞和巨噬細(xì)胞群在腫瘤發(fā)展中的作用。然后介紹在以下三個(gè) 方面涉及巨噬細(xì)胞的癌癥治療策略:1)鑒定用于調(diào)節(jié)TAM活性的藥物靶標(biāo),2)以細(xì)胞特 異性遞增順序促進(jìn)藥物貨物有效遞送至系統(tǒng)性巨噬細(xì)胞的工程載體,腫瘤-局部TAM,或 亞型特異性腫瘤乂2-丁人乂,和3)利用巨噬細(xì)胞的腫瘤歸巢特性進(jìn)行基于細(xì)胞的治療。單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)最初由Ilya Ilyich Mechnikov于1882年在海星中描述,吞噬細(xì)胞是白細(xì)胞的進(jìn)
3、化保守子 集,其在所有多細(xì)胞物種中維持生物體內(nèi)穩(wěn)態(tài)8。這種細(xì)胞類型,特別是在哺乳動(dòng)物物種 內(nèi),分布在整個(gè)身體內(nèi)并存在于每個(gè)組織內(nèi)以執(zhí)行特定功能3。小膠質(zhì)細(xì)胞是大腦內(nèi)的組 織駐留巨噬細(xì)胞,促進(jìn)神經(jīng)突觸修剪以維持記憶9,并在免疫特權(quán)環(huán)境中作為免疫防御10。 肝臟中的庫普弗細(xì)胞可以清除外來的,致病的和廢棄的物質(zhì)11。脾紅髓巨噬細(xì)胞負(fù)責(zé)紅細(xì) 胞的再循環(huán)過程11 12 13。保護(hù)性屏障中的特定巨噬細(xì)胞亞群,例如皮膚中的朗格漢斯 細(xì)胞14和肺內(nèi)的肺泡巨噬細(xì)胞15,負(fù)責(zé)清除致病物質(zhì)和引起局部炎癥反應(yīng)。腎臟內(nèi)的腎 小球系膜細(xì)胞調(diào)節(jié)血流16。血液循環(huán)中的單核細(xì)胞提供巨噬細(xì)胞儲(chǔ)庫,用于抵抗免疫和炎 癥反應(yīng)17。此
4、外,單核細(xì)胞來自骨髓,其中造血祖細(xì)胞產(chǎn)生單核細(xì)胞以及維持骨功能的破 骨細(xì)胞。最后,有越來越多的證據(jù)表明Hofbauer細(xì)胞,即胎盤的巨噬細(xì)胞,在胚胎發(fā)生過 程中維持母嬰之間的信號(hào)串?dāng)_18 19。很明顯,MPS細(xì)胞是維持健康和生命的復(fù)雜系統(tǒng)的 一部分組織和器官的功能因此在體內(nèi)平衡和疾病發(fā)展中起關(guān)鍵作用。最近幾篇綜述20 21 22介紹了不同組織中不同巨噬細(xì)胞功能的復(fù)雜性。巨噬細(xì)胞極化巨噬細(xì)胞是一種能夠?qū)ξh(huán)境線索起反應(yīng)的塑料細(xì)胞類型23。在發(fā)病過程中,這種細(xì) 胞類型是第一反應(yīng)者,識(shí)別病原體相關(guān)模式(PAMPs),如脂多糖(LPS)24。LPS使巨噬 細(xì)胞表面的Toll樣受體4(TLR-4)激活轉(zhuǎn)
5、錄因子(例如干擾素調(diào)節(jié)因子(IRF)和核因子kappaB (NF-K B)以產(chǎn)生炎癥反應(yīng)24 25。這局部募集更多的巨噬細(xì)胞和白細(xì)胞浸潤(rùn),以對(duì)抗 致病性損傷26。相反,些促炎性極化巨噬細(xì)胞(M(LPS)釋放多種細(xì)胞因子,包括IL-1 B,IL-6和TNF-a,促進(jìn)在創(chuàng)傷微環(huán)境中,炎性細(xì)胞因子的廣泛釋放可能對(duì)整個(gè)組織修復(fù)有 害。相反,巨噬細(xì)胞對(duì)受損細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子IL-4和IL-13起反應(yīng),通過Janus激酶-信 號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子(JAK-STAT)途徑激活STAT6轉(zhuǎn)錄因子,有效地打開特征性抗炎癥。 基因如精氨酸酶(Arg1)和抵抗素樣分子a 26 27 28。這些基因調(diào)控途徑促進(jìn)更多免
6、疫調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞(M(IL-4)的募 集,免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的釋放,以及血管生成和基底膜重塑等過程的誘導(dǎo)29 30?;诓?同刺激下巨噬細(xì)胞的促炎和抗炎功能,已提出廣泛分類以將巨噬細(xì)胞概括為經(jīng)典激活的M1 (促炎,由LPS或干擾素Y(IFNY)激活)或激活的M2 (抗激活的)-炎癥,由IL-4, IL-13 或1-10)表型激活31。有趣的是,這些促炎和抗炎途徑可以相互融合32 33。通常,傷 口部位也易受病原體損傷,因此巨噬細(xì)胞類型之間的平衡對(duì)于傷口分辨是必需的。因此,兩 種巨噬細(xì)胞類型都存在于這些環(huán)境中,包括同時(shí)執(zhí)行功能的巨噬細(xì)胞和完全脫離M1和M2 譜的巨噬細(xì)胞32 33。顯然,特定環(huán)境或特
7、定疾病或穩(wěn)態(tài)中的巨噬細(xì)胞功能是復(fù)雜的。盡 管如此,這些環(huán)境中的巨噬細(xì)胞活化以及巨噬細(xì)胞在解決并發(fā)癥或疾病發(fā)生的發(fā)展中的關(guān)鍵 作用已得到公認(rèn)。因此,巨噬細(xì)胞是一種重要的潛在治療靶點(diǎn)26 34。2.腫瘤發(fā)生中的巨噬細(xì)胞腫瘤發(fā)展中的巨噬細(xì)胞極化巨噬細(xì)胞是白細(xì)胞浸入TME的一個(gè)重要組成部分。在過去的幾十年中,腫瘤相關(guān)巨噬 細(xì)胞(TAM)E成為激烈研究的主題,因?yàn)樗鼈儗?duì)阻斷或增殖腫瘤進(jìn)展的白細(xì)胞,細(xì)胞因子 和炎癥介質(zhì)有影響。有趣的是,巨噬細(xì)胞已被確定為炎癥的驅(qū)動(dòng)因素,不僅在癌癥中,而 且在其他疾病狀態(tài)中。實(shí)際上,由炎癥性腸病,矽肺病和石棉沉滯癥等疾病引起的慢性炎 癥預(yù)先將這些部位置于癌癥發(fā)展之中。讀者可
8、以參考日inav等人對(duì)該主題的出色評(píng)論35。有趣的是,巨噬細(xì)胞似乎分裂忠誠(chéng)度,一方面促進(jìn)腫瘤消退(M1 / M(LPS),另一方 面促進(jìn)腫瘤發(fā)生(M2 / M(IL-4)(圖1)。近半個(gè)世紀(jì)前進(jìn)行的研究表明,M1巨噬細(xì)胞具 有殺死和清除腫瘤細(xì)胞的能力,符合M1巨噬細(xì)胞去除異物的主要生理功能36。M1細(xì)胞 在TME內(nèi)啟動(dòng)細(xì)胞因子產(chǎn)生,并通過募集前免疫刺激白細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的吞噬作用促進(jìn)腫 瘤細(xì)胞的破壞。然而,在同一研究期內(nèi)的研究表明,M2巨噬細(xì)胞在腫瘤擴(kuò)增中起著重要作 用37。M2細(xì)胞通過其在基底膜分解和沉積,血管生成,白細(xì)胞募集和整體免疫抑制方面 的貢獻(xiàn)來驅(qū)動(dòng)原發(fā)和轉(zhuǎn)移部位的腫瘤發(fā)展37 38
9、39。重要的是要注意,與正常的體內(nèi)平 衡一樣,TME內(nèi)的巨噬細(xì)胞不限于M1 / M(LPS)或M2 / M(IL-4)狀態(tài);它們可能位于此頻 譜之間或之外。無論極化狀態(tài)如何,去除所有巨噬細(xì)胞群已成為潛在的治療選擇,因?yàn)樵l(fā) 性和轉(zhuǎn)移性腫瘤發(fā)生均顯著減少40。然而,正如本綜述后面所述,由于藥物輸送和巨噬細(xì) 胞靶向的限制,該策略的臨床影響有限,除非與其他免疫藥物聯(lián)合使用41。另一方面,無 論極化狀態(tài)如何,巨噬細(xì)胞都保留了可塑性的能力,包括作為微環(huán)境線索的函數(shù)在表型之間 切換的能力。因此,目前正在探索將TME內(nèi)的巨噬細(xì)胞表型從免疫抑制改為免疫促進(jìn)的方 法用于治療應(yīng)用41。CD68是常見的單核細(xì)胞/巨
10、噬細(xì)胞標(biāo)記物,在16項(xiàng)研究中用作TAM 標(biāo)記物,包括4項(xiàng)CD68與其他特異性巨噬細(xì)胞標(biāo)記物組合的研究。雙重免疫組織化學(xué)染色 用于評(píng)估3項(xiàng)研究中不同TAM極化和存活的預(yù)后作用,而其他研究使用單一免疫組織化學(xué) 染色。M1 TAM在2項(xiàng)研究中被標(biāo)記為CD68 + HLA-DR +細(xì)胞,在第三項(xiàng)研究中被標(biāo)記為CD68 + iNOS +細(xì)胞。M2 TAM在2項(xiàng)研究中表示為CD68 + CD163 +細(xì)胞,在第3項(xiàng)研究中表示為 CD68 + CD206 +細(xì)胞。有2篇研究CD163 +的論文和另外2篇研究CD204 + TAM的文章,其 中一篇研究同時(shí)評(píng)估了 CD68 + TAM和CD204 + M2 T
11、AM。在9篇文章中研究了 CD68 + TAM 在腫瘤胰島和基質(zhì)中對(duì)總體存活(OS)的作用。腫瘤胰島和基質(zhì)CD68 + TAM密度分別在4 篇和5篇文章中報(bào)道。TAMs的臨床意義臨床上,原發(fā)性腫瘤中巨噬細(xì)胞的存在已被證明與幾乎所有腫瘤中較差的預(yù)后相關(guān)7 42,結(jié)腸癌除外43。有趣的是,近年來,臨床醫(yī)生擴(kuò)大了這些研究,以研究這些微環(huán)境 中的M1和M2表型。增加這些部位中的M1巨噬細(xì)胞水平表明預(yù)后較好44 45,而M2巨 噬細(xì)胞水平的增加42或淋巴細(xì)胞與單核細(xì)胞比例的降低46預(yù)示結(jié)果不佳。雖然這些相關(guān) 性研究尚未與因果關(guān)系聯(lián)系起來,但旨在去除巨噬細(xì)胞和/或改變巨噬細(xì)胞表型的新興治療 策略正在促進(jìn)有
12、希望的治療益處41。3巨噬細(xì)胞/ TAM的藥理學(xué)調(diào)節(jié)3.1Bisphosphonate雙膦酸鹽是結(jié)構(gòu)上由兩個(gè)磷酸基團(tuán)連接的中心碳組成的化合物家族,R1和R2側(cè)基,其 中R1是H, OH或Cl, R2包含決定化合物效力的不同官能團(tuán)47。第一代非含氮雙膦酸鹽(依 替膦酸鹽,氯膦酸鹽和替魯膦酸鹽)在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為不可水解的ATP類似物,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡 48。第二代(脂肪胺R2)和第三代(芳香胺R2)二膦酸鹽通過抑制必需的酶法呢基二磷 酸(FPP)合酶誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。雙膦酸鹽對(duì)羥基磷灰石具有高親和力,并且經(jīng)常用于治療骨 疾病,例如骨質(zhì)疏松癥,佩吉特病和骨轉(zhuǎn)移瘤。此外,小鼠乳腺腫瘤模型的臨床前研究表明, 雙膦
13、酸鹽也可能表現(xiàn)出骨骼外的治療效果49 50。在這種情況下,雙膦酸鹽(唑來膦酸) 主要與乳腺腫瘤中存在的微鈣化結(jié)合,并且隨后被TAM吞噬以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并促進(jìn)M2至 M1 復(fù)極化。為了改善藥代動(dòng)力學(xué),減少毒性副作用(例如頜骨壞死),并改變骨骼的生物 分布以進(jìn)行骨外應(yīng)用,雙膦酸鹽通常配制成脂質(zhì)體或納米顆粒51 52。雖然用脂質(zhì)體氯膦 酸鹽(clodrolip)耗盡TAM可以改善一些臨床前癌癥模型的存活率,但據(jù)我們所知,單獨(dú)使 用雙膦酸鹽完全消退腫瘤尚未實(shí)現(xiàn)51。一些顯示通過雙膦酸鹽消耗TAMs的藥物包括抗血 管生成療法(索拉非尼和抗VEGF抗體)和脂質(zhì)體多柔比星(Doxil)51 53 54。除了破
14、壞 TAM的促腫瘤作用外,還顯示相關(guān)的駐留Kupffer細(xì)胞耗竭可降低載藥納米顆粒的肝清除率, 從而延長(zhǎng)其血漿循環(huán)時(shí)間54 55。然而,并非所有療法都受益于巨噬細(xì)胞/TAM的消耗, 尤其是旨在刺激抗腫瘤先天免疫的免疫療法56 57 58。事實(shí)上,諸如通過施用氯膦酸鹽 脂質(zhì)體的系統(tǒng)性巨噬細(xì)胞的不加區(qū)別的消耗有時(shí)可能加劇疾病進(jìn)展。例如,腫瘤引流淋巴結(jié) 中包膜下竇CD169 +巨噬細(xì)胞的消耗與B16F10腫瘤模型中腫瘤負(fù)荷增加有關(guān),而淋巴結(jié)中 CD169 +巨噬細(xì)胞的密度也與結(jié)直腸癌和乳腺癌患者的良好預(yù)后正相關(guān)59 60 61。這些 報(bào)告進(jìn)一步表明,與一般的巨噬細(xì)胞耗竭策略相比,TAM靶向治療劑可以
15、提供其他潛在有 益的常駐巨噬細(xì)胞。臨床上,雙膦酸鹽是第一種抗癌藥物,據(jù)報(bào)道可以批準(zhǔn)用于人類使用 的TAMs,早在1995年就可以用于帕米膦酸鹽,2002年用于唑來膦酸,它們被用于治療多 發(fā)性骨髓瘤和骨相關(guān)轉(zhuǎn)移(表1)62。抑制生長(zhǎng)因子信號(hào)傳導(dǎo)CSF-1R 抑制集落刺激因子1受體(CSF-1R)是在單核吞噬細(xì)胞上表達(dá)的酪氨酸激酶受體64。受體 與CSF-1或IL-34結(jié)合后的二聚化導(dǎo)致一系列信號(hào)事件,其促進(jìn)巨噬細(xì)胞的增殖,功能和存 活64 65。已經(jīng)開發(fā)了靶向CSF-1或CSF-1R以及CSF-1R激酶抑制劑的抗體用于駐留巨噬細(xì) 胞和TAM的治療性調(diào)節(jié)66。能夠阻斷CSF-1和IL-34的AFS
16、98和M279抗小鼠CSF-1R抗體被廣泛用于研究巨噬細(xì)胞 耗竭對(duì)小鼠腫瘤模型的影響,并已被證明可減少腫瘤大小并提高M(jìn)MTV的存活率-PyMT自 發(fā)性乳腺腫瘤模型,早期和長(zhǎng)期給藥67 68 66。雖然腹膜內(nèi)施用抗CSF-1R抗體系統(tǒng)地耗 盡了幾個(gè)主要器官中的常駐巨噬細(xì)胞,但在腦,肺,卵巢和子宮中觀察到的最小效果可能是 由于解剖學(xué)可及性(血腦屏障),組織更新率或特定刺激。在組織環(huán)境中69。另一方面, 小分子CSF-1R激酶抑制劑(BLZ945)易于通過血腦屏障,已被證明在膠質(zhì)瘤,乳腺癌和宮 頸癌的小鼠模型中有效70 71。值得注意的是腫瘤長(zhǎng)期用BLZ945治療后,小鼠膠質(zhì)瘤模型 中的復(fù)發(fā)歸因于I
17、L-4水平的增加,其富含具有CD206 + M2樣表型的丁八乂 72。這些IL-4刺 激的TAM分泌胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(IGF-1),通過刺激磷脂酰肌醇3-激酶(PI3k)途徑來增 強(qiáng)反彈性膠質(zhì)瘤細(xì)胞的存活。與BLZ495或IGF-1R抑制劑的單一療法相比,BLZ495與IGF-1R 抑制劑的聯(lián)合療法顯著延長(zhǎng)了具有反彈性膠質(zhì)瘤的小鼠的存活,突出了需要合理設(shè)計(jì)組合療 法以最大化對(duì)TAM定向的抗癌療法的響應(yīng)。由于不同受體酪氨酸激酶之間的結(jié)構(gòu)相似性, 酪氨酸激酶抑制劑通常識(shí)別多個(gè)靶標(biāo)73,因此,幾種FDA批準(zhǔn)的多靶酪氨酸激酶抑制劑(表 1),最初為其他靶標(biāo)如c-KIT開發(fā),VEGFR和PDGFR
18、(綜述于74),現(xiàn)已顯示出對(duì)CSF-1R激 酶結(jié)構(gòu)域的活性75 76 77。在臨床試驗(yàn)中還研究了更多 CSF-1R 特異性抑制劑(例如 PLX3397, PLX7486, BLZ945和ARRY-382)的新發(fā)展(表2)。特別是,通過針對(duì)CSF-1R靶標(biāo) 的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)設(shè)計(jì)開發(fā)的PLX3397對(duì)于CSF-1R表現(xiàn)出比伊馬替尼更高的親和力和選擇性,并 且在治療腱鞘巨細(xì)胞瘤方面表現(xiàn)出更好的效力78。結(jié)果,該藥物被指定為突破性治療狀態(tài), 并進(jìn)入臨床試驗(yàn)III期用于適應(yīng)癥。靶向CSF-1R的抗體也進(jìn)入用于治療實(shí)體瘤的I期和II期 臨床試驗(yàn)。RON 抑制RON(Recepteur dOrigine Nant
19、ais)是一種受體酪氨酸激酶,在組織駐留巨噬細(xì)胞上表 達(dá),在炎癥部位蛋白水解活化后與巨噬細(xì)胞刺激蛋白(MSP)結(jié)合79。巨噬細(xì)胞中的RON 信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)散和吞噬作用以及通過刺激精氨酸酶表達(dá)和減弱對(duì)促炎刺激的反應(yīng)來 增強(qiáng)M2極化。IFNY和LPS 80 81 82 83。在前列腺癌和乳腺癌模型中,巨噬細(xì)胞中的 RON信號(hào)傳導(dǎo)已被證明會(huì)損害CD8 + T細(xì)胞的抗腫瘤功能,從而分別促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移生 長(zhǎng)84 85。用抑制劑BMS-777607 / ASLAN002對(duì)RON激酶進(jìn)行藥理學(xué)阻斷可增強(qiáng)促炎性 TNF-a分泌型巨噬細(xì)胞的數(shù)量,并減少PyMT-MSP乳腺腫瘤模型中肺部的轉(zhuǎn)移性生長(zhǎng)85。
20、或者,可以通過抑制作為RON活化的下游靶標(biāo)之一的PI3k來實(shí)現(xiàn)MSP刺激的巨噬細(xì)胞 中iNOS表達(dá)的恢復(fù)83。事實(shí)上,在患有乳腺癌的小鼠異種移植模型中已經(jīng)報(bào)道了 RON激 酶抑制劑和PI3k抑制劑NVP-BKM120之間的協(xié)同治療效果,其中癌細(xì)胞表達(dá)RON的組成型 活性同種型(短型RON或sfRON)。86。RON和PI3k抑制劑正在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行研究85 87。巨噬細(xì)胞吞噬活性的調(diào)節(jié)抗體依賴性細(xì)胞吞噬作用(ADCP)巨噬細(xì)胞的兩個(gè)重要的先天免疫功能是異物的吞噬作用,凋亡細(xì)胞以及癌細(xì)胞和用于抗 原呈遞的吞噬材料的加工以刺激適應(yīng)性免疫88。腫瘤靶向抗體是一類強(qiáng)大的抗癌生物制 劑,其通過直接抑制存
21、活信號(hào)傳導(dǎo),通過自然殺傷(NK)細(xì)胞介導(dǎo)抗體依賴性細(xì)胞毒性 (ADCC),通過誘導(dǎo)補(bǔ)體依賴性細(xì)胞毒性(CDC)起作用。補(bǔ)體級(jí)聯(lián)激活,并促進(jìn)巨噬細(xì)胞 的抗體依賴性細(xì)胞吞噬作用(ADCP)89。臨床批準(zhǔn)的抗癌單克隆抗體如利妥昔單抗和曲妥 珠單抗已被證明主要或部分通過巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的ADCP發(fā)揮其治療作用90 91。與它們促 進(jìn)腫瘤侵襲的能力相反,TAMs還能夠在調(diào)理腫瘤靶向抗體的情況下吞噬癌細(xì)胞92。盡管 如此,這些抗體的治療功效可能受到反向機(jī)制的限制,包括抗原調(diào)節(jié)和細(xì)胞吞噬作用,兩者 都能從靶細(xì)胞質(zhì)膜中去除抗體- 抗原復(fù)合物90 93。值得注意的是,最近已顯示細(xì)胞吞噬 作用誘導(dǎo)與全細(xì)胞吞噬作用互補(bǔ)
22、的細(xì)胞死亡94。為了進(jìn)一步改善ADCP活性,可以改造腫 瘤靶向抗體的Fc區(qū)以增加其與活化性Fc的相互作用受體,最重要的是Fcy RIIa,巨噬細(xì)胞95。雖然臨床抗體的開發(fā)主要集中在IgG,但其 他Ig同種型(電人和IgE)的治療潛力正在幾項(xiàng)臨床前研究中進(jìn)行研究,其中單核細(xì)胞/巨噬 細(xì)胞在影響ADCC / ADCP功能方面也很重要96 97。抑制CD47-SIRPa信號(hào)傳導(dǎo)腫瘤的成功發(fā)育和成熟需要從這種免疫監(jiān)視活動(dòng)中有效規(guī)避98。在幾種腫瘤類型中, 癌細(xì)胞通過上調(diào)CD47的表面表達(dá)來阻斷吞噬作用,CD47與巨噬細(xì)胞上的信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白a (SIRPa)相互作用以傳遞“不要吃我”的信號(hào)。用抗47抗體或
23、工程化的SIRPa -Fc融合 體抑制CD47-SIRPa信號(hào)軸已被證明可以恢復(fù)巨噬細(xì)胞吞噬癌細(xì)胞的能力并引發(fā)細(xì)胞毒性CD8 + T細(xì)胞反應(yīng),從而導(dǎo)致腫瘤大小和轉(zhuǎn)移的顯著減少在幾個(gè)癌癥模型98 99。在臨床前 研究中取得了令人滿意的結(jié)果,在過去幾年中已經(jīng)開展了許多臨床試驗(yàn),以研究不同的治療 變異,包括抗CD47抗體(Hu5F9-G4和CC-90002),工程化高親和力SIRPa(ALX148)和SIRP a。-Fc融合(TTI-621)(表2)??笴D47療法的臨床翻譯中的一個(gè)潛在挑戰(zhàn)是CD47在紅細(xì) 胞和造血干細(xì)胞上的普遍表達(dá),其可以作為抗體吸收劑以降低功效同時(shí)還引起短暫性貧血 100 10
24、1。已經(jīng)研究了替代策略,包括用工程化的高親和力CD47胞外域靶向阻斷SIRPa 或開發(fā)靶向CD47和腫瘤相關(guān)抗原的雙特異性抗體102 101。為了盡可能減少可能的脫靶 毒性,可以使用抗CD47抗體開發(fā)抗CD47抗體用于降低Fc效應(yīng)子功能的IgG4的Fc支架,或沒有Fc融合的工程化SIRPa可以與Fc活 性腫瘤靶向抗體組合使用100 103。抑制炎性單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞募集抑制CCR2-CCL2信號(hào)傳導(dǎo)由于自身增殖以及循環(huán)炎性Ly6c + CCR2 +單核細(xì)胞的募集和分化,瘤內(nèi)TAM的數(shù)量隨 腫瘤生長(zhǎng)而增加104。后者是由CCL2 (也稱為單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)(CCR2的配 體),腫
25、瘤和相關(guān)轉(zhuǎn)移灶中的癌癥和基質(zhì)細(xì)胞的分泌增加所介導(dǎo)的105 106 107。作為趨 化因子,CCL2動(dòng)員骨髓駐留的炎性單核細(xì)胞進(jìn)入循環(huán)并隨后進(jìn)入腫瘤。CCL2在腫瘤中的高 表達(dá)和外周血中 CCR2 +單核細(xì)胞的高數(shù)量都與幾種癌癥類型的不良預(yù)后相關(guān) 108 105 109。已經(jīng)開發(fā)出藥理學(xué)中斷CCR2-CCL2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)軸(例如CCR2小分子抑制劑,抗CCR2 抗體和抗CCL2抗體)的策略作為抗癌療法110。在胰腺癌模型中,小分子CCR2抑制劑 (PF-04136309)有效地減少炎癥單核細(xì)胞向腫瘤的募集,從而導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng)減少和肝轉(zhuǎn)移 減少105。已顯示抗CCL2抗體可預(yù)防乳腺癌和前列腺癌模型的轉(zhuǎn)移
26、111 112。然而,在 乳腺癌模型中,由于在抗體治療期間最初被隔離在骨髓中的單核細(xì)胞的腫瘤定位增加,治療 的中斷加速了轉(zhuǎn)移111。抑制CXCR4-CXCL12信號(hào)傳導(dǎo)除了 CCR2-CCL2信號(hào)軸,CXCR4-CXCL12 (也稱為基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1(SDF-1)相互作 用是參與單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞募集并涉及促進(jìn)腫瘤侵襲性的另一信號(hào)軸/再生113 114。從 機(jī)制上講,CXCL12由腫瘤和基質(zhì)細(xì)胞(包括TAM)分泌,因此,在募集和分化表達(dá)其受體 CXCR4的單核細(xì)胞分化為腫瘤浸潤(rùn)性TAM時(shí),介導(dǎo)自分泌和旁分泌信號(hào)傳導(dǎo)115。在膠質(zhì) 瘤和乳腺癌模型中,放射療法或化學(xué)療法的抗癌治療已被證明可增加
27、腫瘤血管周圍區(qū)域的 CXCL12水平,從而促進(jìn)CXCR4 + TAMs的積累115 114。這些TAM分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子 A(VEGF-A)刺激新腫瘤脈管系統(tǒng)的形成和腫瘤復(fù)發(fā),其效果可通過CXCR4抑制劑(AMD3100) 治療來抑制。鑒于單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞募集中的多種信號(hào)傳導(dǎo)途徑,可能需要同時(shí)阻斷不同 的信號(hào)軸以實(shí)現(xiàn)最佳效果??笴D40激動(dòng)劑抗體的免疫刺激CD40是在抗原呈遞細(xì)胞(APC),單核細(xì)胞,B細(xì)胞以及某些腫瘤中表達(dá)的腫瘤壞死因 子(TNF)受體家族的成員116。由于CD40上的APC與CD40配體之間的連接(T細(xì)胞上的CD40L)刺激這些APC激活效應(yīng)T細(xì)胞以進(jìn)行抗腫瘤反應(yīng),抗C
28、D40激動(dòng) 性抗體的治療效果被認(rèn)為通過類似的機(jī)制起作用。然而,在胰腺導(dǎo)管腺癌(PDA)的KPC小 鼠模型中,不同免疫細(xì)胞群的耗竭實(shí)驗(yàn)揭示抗體的抗腫瘤作用可以以T細(xì)胞非依賴性方式介 導(dǎo),僅需要腫瘤浸潤(rùn)巨噬細(xì)胞。117。從機(jī)制上講,全身給予抗CD40抗體可提高CCL2和 IFNY的血清水平,其中前者將炎性單核細(xì)胞募集到腫瘤中,后者重新編程募集的單核細(xì)胞 巨噬細(xì)胞的腫瘤活性118。有趣的是,通過測(cè)試不同的IgG亞類進(jìn)一步優(yōu)化抗CD40抗體表 明其激動(dòng)免疫刺激活性需要抗體Fc結(jié)構(gòu)域與抑制性Fcy RIIb的有效結(jié)合,但不與其他活化 性Fc受體(ADCC / CDC所需)119有效結(jié)合。與臨床前發(fā)現(xiàn)一致
29、的是,當(dāng)激活/抑制性Fc 受體結(jié)合比(A / I)較低時(shí),抗-CD40抗體的激動(dòng)活性更強(qiáng)有力地介導(dǎo)120,輝瑞公司的IgG2 亞類抗人CD40抗體(CP-870,893)在臨床試驗(yàn)中顯示,與其他候選物(例如dacetuzumab, Chi Lob 7/4和HCD122)相比,免疫刺激更具有激動(dòng)作用,其余候選物具有IgG1亞類(表S1) 116。抑制血管生成信號(hào)巨噬細(xì)胞的基本促瘤動(dòng)作之一是促進(jìn)血管生成。TIE2 +亞群,也稱為表達(dá)TIE2的單核 細(xì)胞/巨噬細(xì)胞(TEM),E被證明主要有助于這一作用6。TEM通常從循環(huán)中募集到腫瘤 的血管周圍區(qū)域,其中它們的促血管生成活性在TIE2與相應(yīng)的配體血管
30、生成素2(ANG2) 相互作用時(shí)被刺激,在幾種腫瘤中分泌121 122。Mazzieri等。研究表明,ANG2用抗ANG2 抗體的治療性阻斷通過阻止TEM與血管生成血管之間的關(guān)聯(lián)以及抑制TEM中TIE2的表達(dá)來 減少乳腺和胰腺腫瘤模型中的血管生成和腫瘤生長(zhǎng)121。由于ANG2的上調(diào)是抗VEGF治療 的抗性機(jī)制之一,因此已經(jīng)研究了通過聯(lián)合治療或雙特異性抗體對(duì)ANG2和VEGF的雙重靶 向作為規(guī)避治療抗性的策略123 124。有趣的是,在高度脈管系統(tǒng)異常的G1261以及較少 異常的MGG8膠質(zhì)母細(xì)胞瘤模型中,用雙特異性抗ANG2 / VEGF-A抗體(CrossMab,A2V) 治療成功地改善了存
31、活,其效果歸因于抗體誘導(dǎo)的M2- to-M1重編程TAM 124。類似地, 最初開發(fā)用于破壞腫瘤血管系統(tǒng)的血管破壞劑5,6-二甲基黃嘌呤-4-乙酸(口乂*八八)也已被 證明可激活TAM的免疫刺激功能,而TAM又協(xié)調(diào)CD8 + T的抗腫瘤反應(yīng)。細(xì)胞125。巨噬細(xì)胞/ TAM的代謝調(diào)節(jié)mTOR 抑制不同功能狀態(tài)的巨噬細(xì)胞在利用能量和代謝產(chǎn)物的代謝途徑方面有所不同,以支持其專 門的細(xì)胞活動(dòng)126。通過mTOR復(fù)合物1(mTORC1)和mTORC2的雷帕霉素(mTOR)信號(hào) 傳導(dǎo)的哺乳動(dòng)物靶標(biāo)在感知營(yíng)養(yǎng)物,氧氣和代謝物中起重要作用,以指導(dǎo)這些巨噬細(xì)胞的代 謝編程127。除了對(duì)癌細(xì)胞的直接細(xì)胞毒作用12
32、8,雷帕霉素(一種mTORC1特異性抑制 劑)已顯示在Huh-7肝癌小鼠模型中刺激巨噬細(xì)胞呈M1樣表型,具有抗腫瘤作用129。 值得注意的是,mTOR上游的其他信號(hào)分子(例如PI3kY,蛋白激酶B(Akt),以及10號(hào)染 色體上缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物(PTEN)也參與形成巨噬細(xì)胞/ TAM的極化和功能, 使其成為潛在的靶標(biāo)。用于抗癌療法130 131 132。例如,Kaneda等人。最近表明,PI3k Y抑制劑(IPI-549)通過促進(jìn)TAM免疫刺激反應(yīng),以TAM依賴性方式延遲植入人乳頭瘤病 毒陽性頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(HPV + HNSCC),肺癌和乳腺癌模型中的腫瘤生長(zhǎng)。130。同樣,
33、PTEN(PI3k抑制因子)的表達(dá)或Akt1的沉默也可以促進(jìn)抗腫瘤M1巨噬細(xì)胞的極化131 132。PPARY -Gpr132-乳酸信號(hào)傳導(dǎo)的調(diào)節(jié)TME富含乳酸,其由進(jìn)行糖酵解的癌細(xì)胞分泌133?,F(xiàn)在已知在TAM上通過Gpr132 (G蛋白偶聯(lián)受體)識(shí)別乳酸可促進(jìn)這些TAM的M2極化,而Gpr132的表達(dá)受過氧化物酶 體增殖物激活受體(PPARY)轉(zhuǎn)錄因子的抑制控制134。135。已經(jīng)開發(fā)了幾種策略來中 斷該信令軸。例如,使用乳酸脫氫酶抑制劑(草氨酸)可以阻斷M2-TAM極化的乳酸供應(yīng)134。 或者,PPARY激動(dòng)劑(例如噻唑烷二酮類藥物)或Gpr132的siRNA沉默已經(jīng)成功地用于使 TAM
34、對(duì)乳酸鹽刺激不敏感,在EO771乳腺腫瘤模型中具有腫瘤縮小作用135。抑制氨基酸和脂質(zhì)的代謝除了對(duì)葡萄糖的競(jìng)爭(zhēng)之外,TAM還易于分解代謝精氨酸和色氨酸,它們是抗腫瘤T細(xì) 胞功能所必需的必需氨基酸126。通過抑制精氨酸酶,一氧化氮合成酶和吲哚胺2,3-雙加氧 酶(IDO)來恢復(fù)這些營(yíng)養(yǎng)素是另一種有希望的治療干預(yù)措施,可以改善T細(xì)胞的存活和功 能136 137。此外,還已知TAM介導(dǎo)免疫抑制和轉(zhuǎn)移促進(jìn)功能,以響應(yīng)癌細(xì)胞/ TAM分泌 的脂質(zhì)代謝物,如前列腺素E2(PGE2)和鞘氨醇-1-磷酸(S1P)138 139 140。產(chǎn)生PGE2 的酶微粒體PGE2合成酶1(mPGES1)和環(huán)氧合酶-2(C
35、OX-2)分別與CAY10526和塞來昔布 的藥理學(xué)抑制有效降低骨髓細(xì)胞/ MBT-2膀胱癌細(xì)胞共培養(yǎng)中的PGE2水平,塞來昔布進(jìn)一 步顯示在MBT-2癌癥模型中降低T細(xì)胞抑制性程序性細(xì)胞死亡配體1(PD-L1)的表達(dá),并 且還在Apcmin / +結(jié)腸癌模型中促進(jìn)TAM的M2至M1極化139 141。必需元素和維生素的調(diào)節(jié)M1和M2極化巨噬細(xì)胞之間的鐵代謝差異很大142。M1巨噬細(xì)胞上調(diào)鐵蛋白以促進(jìn) 細(xì)胞內(nèi)鐵保留,而M2巨噬細(xì)胞上調(diào)鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白以增強(qiáng)鐵外流。與M2樣表型一致,TAM優(yōu) 先釋放鐵并為癌細(xì)胞提供促進(jìn)增殖的這種必需元素。幾種鐵螯合劑正在被評(píng)估為抗癌劑 143。最近已經(jīng)證實(shí)鐵螯合療法可
36、以逆轉(zhuǎn)M2巨噬細(xì)胞從鐵釋放到隔離的鐵處理功能,并阻斷 巨噬細(xì)胞的腫瘤促進(jìn)作用144。相反,通過施用ferumoxytol氧化鐵納米顆粒外部供應(yīng)鐵也 已顯示出通過刺激促炎性巨噬細(xì)胞極化和 ROS 的產(chǎn)生來抑制腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移是治療性的 145。關(guān)于鐵供應(yīng)和巨噬細(xì)胞反應(yīng)的這些看似矛盾的結(jié)果強(qiáng)調(diào)了在該領(lǐng)域進(jìn)一步研究的必 要性。在另一個(gè)實(shí)例中,巨噬細(xì)胞可以分泌宿主防御肽,導(dǎo)管素,顯示易于裂解增殖的B細(xì)胞 淋巴瘤細(xì)胞而不是正常的B細(xì)胞146。Cathelicidin的產(chǎn)生需要維生素D-1-羥化酶CYP27B1 將25-羥基維生素D(25D)細(xì)胞內(nèi)代謝為生物活性1,25-二羥維生素D(1,25D3),與M1
37、巨 噬細(xì)胞相比,M2巨噬細(xì)胞和TAMs的表達(dá)水平較低。用1,25D3處理M2巨噬細(xì)胞成功地恢 復(fù)了導(dǎo)管素產(chǎn)生和對(duì)B細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性146。巨噬細(xì)胞清道夫受體的調(diào)節(jié)清道夫受體包括廣泛識(shí)別修飾的低密度脂蛋白,聚陰離子,內(nèi)源蛋白以及保守的微生物 結(jié)構(gòu)的受體家族,并且對(duì)于從體內(nèi)清除外來顆粒,病原體和凋亡細(xì)胞是重要的147。幾種 清道夫受體(例如清道夫受體A類(SR-A1),巨噬細(xì)胞受體與膠原結(jié)構(gòu)(MARCO),CD36, CD68, CD163和晚期糖基化終產(chǎn)物受體(RAGE)在巨噬細(xì)胞上表達(dá),其中一些涉及在腫瘤 免疫調(diào)節(jié)中,因此是治療調(diào)節(jié)的潛在靶點(diǎn)148 149。例如,載脂蛋白A-I模擬肽4
38、F(SR-A1 的競(jìng)爭(zhēng)配體)已被證明可抑制卵巢和胰腺腫瘤模型中的腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移150。擬議的作用 機(jī)制涉及中斷TAM /癌細(xì)胞串?dāng)_,阻斷SR-A1清除允許癌細(xì)胞遷移的ECM組分,以及清除促 炎/血管生成溶血磷脂酸(LPA)151。然而,在膠質(zhì)瘤模型的背景下,張等人。研究表明 SR-A1對(duì)腫瘤分泌型熱休克蛋白70(HSP70)的識(shí)別對(duì)于抑制TAM中的M2極化非常重要,是抑制膠質(zhì)瘤增殖和血管生成所必需的152。這些研究強(qiáng)調(diào)了清除受體活性調(diào)節(jié)的背景依 賴效應(yīng),因?yàn)樗R(shí)別了廣泛的配體?;熕幬锉M管化療藥物主要用于在快速分裂的癌細(xì)胞中誘導(dǎo)細(xì)胞死亡,但許多還對(duì)非癌細(xì)胞群具 有藥理學(xué)作用。特別是,trabe
39、ctedin及其第二代lurbinectedin除癌細(xì)胞外還能有效殺死TAM 153 154。機(jī)制上,trabectedin與腫瘤壞死因子相關(guān)的細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)配體受體2 (TRAIL-R2) 在單核吞噬細(xì)胞上相互作用,導(dǎo)致受體聚集和隨后的caspase-8依賴的細(xì)胞凋亡激活154 155。其在TAM中對(duì)中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的選擇性毒性歸因于受體的較高表達(dá)以及非信 號(hào)誘餌TRAIL-R3的較低表達(dá)。此外,trabectedin還抑制TAM和腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生化學(xué)引誘物細(xì) 胞因子 CCL2 156。除了發(fā)揮細(xì)胞毒作用外,一些化療藥物可調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤的反應(yīng) 157,158。在小鼠纖維肉瘤和乳腺腫瘤模型中
40、,已顯示微管穩(wěn)定劑如多西紫杉醇和紫杉醇通 過抑制STAT3磷酸化促進(jìn)骨髓衍生的抑制細(xì)胞(MDSCs)極化為具有抗腫瘤M1表型的巨噬 細(xì)胞159,160。環(huán)磷酰胺治療促進(jìn)巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn),促進(jìn)促炎細(xì)胞因子(L-6和IL-12)的分 泌,并抑制促腫瘤M2相關(guān)細(xì)胞因子(IL-4, IL-10和IL-13)的產(chǎn)生161 162。作為一種抗 化學(xué)療法的自我保護(hù)機(jī)制,化學(xué)抗性癌細(xì)胞分泌IL-34,增強(qiáng)其存活率,促進(jìn)TAM的M2極 化,進(jìn)一步增強(qiáng)免疫抑制功能163。此外,化療還可能增加腫瘤內(nèi)CXCL12水平,CXCL12可 作為將TIE2 + CXCR4 +巨噬細(xì)胞募集到腫瘤血管周圍區(qū)域的趨化因子,它們優(yōu)先促
41、進(jìn)血管生 成和腫瘤再生113。為了對(duì)抗這些抗性機(jī)制,化學(xué)療法和免疫療法的整合可以允許更有效 的腫瘤消退。值得注意的是,紫杉醇和吉西他濱是通常在與其他TAM調(diào)節(jié)治療劑的聯(lián)合治 療中研究的兩種化療藥物,因?yàn)樗鼈兛赡茉诎┘?xì)胞死亡后促進(jìn)抗原釋放(表2和S1)。Toll樣受體(TLRs)的激活在質(zhì)膜的質(zhì)膜(TLR1,2,4,5,6和10)或內(nèi)體膜(TLR3,7,8和9)上表達(dá)的Toll樣受體(TLR) 識(shí)別各種PAMP和損傷相關(guān)分子模式(DAMPs),構(gòu)成了先天免疫監(jiān)視不可或缺的系統(tǒng)164。 關(guān)于TAM的調(diào)節(jié),已經(jīng)顯示幾種TLR激動(dòng)劑(例如聚天冬氨酸:用于TLR3的聚胞甘酸(polyI: C),用于TL
42、R4的LPS,用于TLR7的咪唾莫特和用于TLR9的CpG-寡核甘酸)激活NF-K B導(dǎo) 致親-炎癥M1極化(見165)。此外,TLR信號(hào)傳導(dǎo)也可能通過誘導(dǎo)免疫原性細(xì)胞死亡(ICD)由化療藥物引發(fā)166。 通常,參與多種TLR對(duì)于實(shí)現(xiàn)更有效的抗腫瘤反應(yīng)是必不可少的。例如,Zheng等人最近的 一項(xiàng)研究。報(bào)道了基于減毒 ppGpp鼠傷寒沙門氏菌(TLR4激動(dòng)劑)和可誘導(dǎo)產(chǎn)生創(chuàng)傷弧 菌鞭毛蛋白B (FlaB, TLR5激動(dòng)劑)的雙重TLR4 / 5刺激細(xì)菌細(xì)胞療法(BCT)的開發(fā)167。 雙重刺激在將CD206 + M2表型的TAM重編程為免疫刺激性CD86 + M1表型方面更有效。盡 管在TLR
43、激動(dòng)療法中觀察到NF-K B活化的抗腫瘤作用,但是已經(jīng)報(bào)道了相反的發(fā)現(xiàn),其中 抑制IK B激酶B (IKKB ),主要是NF-K B的下游激活劑分子,在ID8卵巢腫瘤模型中將TAMs 再分化為分泌IL-12,產(chǎn)生NO的M1表型,具有生長(zhǎng)抑制作用168。這些關(guān)于NF-K B活化 的腫瘤/抗腫瘤作用的相反報(bào)告可能意味著其他決定參數(shù)的參與(例如,形成TLR反應(yīng)的其 他信號(hào)因子的存在或TLR信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)TME中其他細(xì)胞群的影響)共同決定對(duì)治療的總體反 應(yīng),并強(qiáng)調(diào)需要徹底了解腫瘤的免疫背景,以有效地定制抗癌療法。4靶向巨噬細(xì)胞/ TAM的給藥系統(tǒng)鑒于可用于調(diào)節(jié)TAM以實(shí)現(xiàn)抗腫瘤反應(yīng)的不同分子靶標(biāo)的有希望的
44、藥物,下一個(gè)挑戰(zhàn) 是如何有效且選擇性地將這些免疫調(diào)節(jié)藥物遞送至TAM,同時(shí)最小化脫靶副作用。癌癥納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域通過增強(qiáng)的滲透性和保留(EPR)效應(yīng)研究被動(dòng)靶向腫瘤的大量研究提供了關(guān)于 體內(nèi)納米顆粒系統(tǒng)的生物分布的信息。通過這項(xiàng)工作,我們對(duì)影響巨噬細(xì)胞(例如庫普弗細(xì) 胞)內(nèi)化的參數(shù)有了更多的了解,這是負(fù)責(zé)清除納米藥的單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的主要參與者。 本節(jié)描述了決定巨噬細(xì)胞/ TAM被動(dòng)靶向的參數(shù),以及臨床前研究的靶向配體,用于主動(dòng)靶 向巨噬細(xì)胞/ TAM。無條件靶向巨噬細(xì)胞/ TAMs由于它們?cè)谇宄?xì)胞碎片,病原體和外來物質(zhì)中的主要作用,巨噬細(xì)胞具有高吞噬能力。 盡管攝取的速度和程度受形狀,大小,剛
45、性,接觸角和表面電荷等性質(zhì)的影響,微/納米粒 子相對(duì)不加選擇地被巨噬細(xì)胞內(nèi)化(圖2)169 170 171 172。對(duì)于大于100納米的納 米顆粒/脂質(zhì)體,大多數(shù)研究報(bào)告隨著顆粒尺寸增加至約1-3微米而攝取增加,之后攝取下 降169 173。另一方面,對(duì)于小于100納米的納米顆粒/脂質(zhì)體,大多數(shù)研究報(bào)告隨著顆粒 尺寸的減小吸收增加174 175 176。還觀察到對(duì)比趨勢(shì),這可能部分歸因于納米顆粒組成 和巨噬細(xì)胞來源的差異,以及其他攝取機(jī)制的參與177 178 179。在電荷方面,與具有接 近中性或略微負(fù)的zeta電位的納米顆粒相比,具有高度正或極高負(fù)zeta電位的納米顆粒優(yōu) 先被內(nèi)化169 1
46、77。通常,剛性和球形納米粒子比軟質(zhì)和圓柱形納米粒子更容易被巨噬細(xì) 胞攝取172 180 181 182 183。最近,麥克帕蘭等人。報(bào)道了一項(xiàng)關(guān)于不同表型極化的人單核細(xì)胞衍生巨噬細(xì)胞對(duì)納米 顆粒攝取的比較研究184。通常,M2極化的人巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出比M1極化細(xì)胞更高的金納 米顆粒內(nèi)化,并且攝取程度與M2標(biāo)記物CD163和CD206的表達(dá)正相關(guān)。進(jìn)一步研究未受 刺激和未受刺激的納米粒子攝取來自死亡供體的受激M1-或M2-極化Kupffer細(xì)胞表明,具有混合M1 / M2表型的未 受刺激的Kupffer細(xì)胞表現(xiàn)出與M2極化細(xì)胞相當(dāng)?shù)募{米顆粒內(nèi)化,兩者均攝入的納米顆粒 比M1極化的更多。細(xì)胞呢。雖
47、然M2巨噬細(xì)胞更容易內(nèi)化納米顆粒的自然傾向可能有利于設(shè)計(jì)TAM靶向治療,但 是常駐巨噬細(xì)胞對(duì)納入納米顆粒的傾向仍然是開發(fā)TAM靶向治療的重要挑戰(zhàn)185 186 181。187。雖然這種能力可能被用于靶向肝癌或轉(zhuǎn)移中的TAM,但在其他部位將基于 NP的制劑遞送至TAM必須與肝和脾巨噬細(xì)胞的內(nèi)在化競(jìng)爭(zhēng)188 180。事實(shí)上,目前動(dòng)物 癌癥模型中TAM耗盡的主要因素是脂質(zhì)體氯膦酸鹽,它依賴于巨噬細(xì)胞中脂質(zhì)體的被動(dòng)積 累,因此不加區(qū)分地影響TAM和常駐巨噬細(xì)胞189 52。、活性靶向巨噬細(xì)胞/ TAMs靶向配體也用于促進(jìn)通過特異性配體-受體相互作用優(yōu)先遞送至TAM (圖2)。甘露糖 受體(CD206)
48、是巨噬細(xì)胞傳遞最常被靶向的受體之一,因?yàn)樗贛2巨噬細(xì)胞上過表達(dá)190。 作為簡(jiǎn)單的糖,天然配體甘露糖可以容易地與載體綴合,但以低親和力結(jié)合。因此,還開發(fā) 了抗CD206抗體用于靶向TAM 191。盡管CD206靶向藥物遞送系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高M(jìn)2 / M1選 擇性,但它們很容易被肝臟中的常駐巨噬細(xì)胞和肝竇內(nèi)皮細(xì)胞隔離,這些細(xì)胞也表達(dá)高水平 的受體192。TAM還過度表達(dá)葉酸受體B(FRB),可以使用其配體葉酸靶向193 194。為了提高對(duì)葉酸受體a(FRa),還原葉酸載體(RFC)和質(zhì)子偶聯(lián)葉酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(PCFT) 的選擇性,其在癌癥和非癌組織上均表達(dá),已開發(fā)出各種抗葉酸類似物,其中一些表現(xiàn)出來。
49、 其余的FRB選擇性顯著195??笷RB Fv也成功用于選擇性靶向FR0 + TAM 196。雖然FRB的表達(dá)比FRa更受限制,但一些研究報(bào)道FRB也在促炎活化的M1巨噬細(xì)胞上表達(dá)197 198 199。與M1-TAM相比,Legumain和轉(zhuǎn)鐵蛋白受體是M2-TAM上過表達(dá)的另外兩種靶受體, 但它們也存在于幾種癌細(xì)胞類型中200 201 202。特異于Ala-Ala-Asn底物序列的legumain 的蛋白水解活性已被用于設(shè)計(jì)針對(duì)TAM和癌細(xì)胞的前藥或智能藥物遞送系統(tǒng)200 203 204。盡管已經(jīng)報(bào)道了許多靶向轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的藥物遞送系統(tǒng),但據(jù)我們所知,所有這些 系統(tǒng)都適用于靶向表達(dá)受體的癌
50、細(xì)胞或增強(qiáng)跨血腦屏障的轉(zhuǎn)胞吞作用,并且沒有報(bào)道對(duì)影響 TAM 的影響和應(yīng)用。205 206 207。為了提高TAM對(duì)常駐巨噬細(xì)胞的選擇性,一些研究小組利用TME的獨(dú)特物理特性來合 理設(shè)計(jì)其靶向系統(tǒng)203 190 208。例如,朱等人。報(bào)道了用酸敏感PEG(2000)掩蓋的甘 露糖基化PLGA納米粒子的發(fā)展,該納米粒子阻止了常駐巨噬細(xì)胞的識(shí)別,但在酸性TME 中被切割以暴露甘露糖用于腫瘤內(nèi) TAM 靶向190。在另一項(xiàng)研究中, Movahedi 和 Schoonooghe等人。證明使用過量的未標(biāo)記的二價(jià)抗MMR納米抗體作為誘餌,以減少肝臟 和脾臟中99mTc標(biāo)記的單價(jià)抗MMR納米抗體的背景信號(hào)2
51、08。二價(jià)納米抗體競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合常 駐巨噬細(xì)胞,其具有比單價(jià)納米抗體更高的親合力,但由于其更大的尺寸而具有差的腫瘤滲 透,而單價(jià)納米抗體可擴(kuò)散到腫瘤中以標(biāo)記M2-TAM用于成像。就我們而言,我們通過肽噬菌體展示篩選209開發(fā)了 M2巨噬細(xì)胞靶向肽(M2pep)。 該肽在M1和M0巨噬細(xì)胞以及其他白細(xì)胞上選擇性地結(jié)合M2巨噬細(xì)胞和M2-TAM。肽的 進(jìn)一步優(yōu)化改善了其血清穩(wěn)定性和親和力,并且能夠增強(qiáng)針對(duì)同基因CT26結(jié)腸癌和4T1乳 腺癌模型中M2-TAM的靶向210 211。肽的多價(jià)展示進(jìn)一步改善了對(duì)M2巨噬細(xì)胞的結(jié)合 親合力212。M2pep的小尺寸和易于生產(chǎn)使其成為用于開發(fā)靶向M2-TAM的治
52、療劑的有前 途和有吸引力的靶向配體。5Macrophages作為治療倉庫巨噬細(xì)胞由于其腫瘤歸巢特性,載藥納米顆粒的高吞噬能力以及在正確的免疫刺激環(huán)境 下直接殺死癌細(xì)胞的能力而作為藥物遞送載體受到相當(dāng)大的關(guān)注213。例如,可以收獲腹 膜巨噬細(xì)胞,與藥物一起孵育,通常在納米顆粒/脂質(zhì)體制劑中加載,然后輸注回動(dòng)物/患者 214 215,或者具有適當(dāng)大小和/或配體的納米顆粒可以在體內(nèi)直接注射,并通過體內(nèi)的常駐巨噬細(xì)胞/ TAM攝取,用于隨后的持續(xù)釋放216 217 188。雖然這兩種策略顯著提高藥物的循環(huán)半衰 期,巨噬細(xì)胞主機(jī)的長(zhǎng)期生存是由藥物的毒性的限制,因此,大部分的藥物都裝在納米粒子 或脂質(zhì)體制
53、劑,以減少急性毒性到巨噬細(xì)胞載體214,216。有趣的是,Tanei等人。在白蛋 白結(jié)合的紫杉醇納米顆粒加載的巨噬細(xì)胞p-糖蛋白外排泵的觀察到的增加的表達(dá)相比,無 載控制和將此歸因作為可能的機(jī)制,以保持生存能力的巨噬細(xì)胞以及使藥物釋放到例如周圍 一個(gè)TME 188。在藥物對(duì)巨噬細(xì)胞無毒的情況下,如Dou等人所證明的,適當(dāng)?shù)闹苿┠苁?負(fù)載的藥物從巨噬細(xì)胞中持續(xù)釋放至少2周。對(duì)于indinavir納米顆粒負(fù)載的巨噬細(xì)胞218 219。通過適當(dāng)?shù)募{米粒子包封策略來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定性,甚至可以將生物制劑如蛋白質(zhì) 加載到巨噬細(xì)胞中220,221。對(duì)有效載藥同樣重要的是載有藥物的巨噬細(xì)胞遷移至腫瘤的能 力。
54、Chang和Guo等人的一項(xiàng)研究。示出了納米顆粒的巨噬細(xì)胞內(nèi)化的尺寸可以顯著改變 具有較高攝取到巨噬細(xì)胞大于納米粒子(100和500nm),但也更容易地延遲的遷移率的巨 噬細(xì)胞的locomotivity,具有較小的納米顆粒(30至50納米)巨噬細(xì)胞這項(xiàng)研究表明,100 納米納米粒子有效地平衡了有效載藥和巨噬細(xì)胞的遷移174。為了增加在從巨噬細(xì)胞的載 體的藥物活性對(duì)照,巨噬細(xì)胞已經(jīng)加載有用于觸發(fā)釋放216溫度響應(yīng)的脂質(zhì)體,用金-二 氧化硅納米殼用于光熱治療215,并與用于使用電磁跟蹤雙和販賣氧化鐵納米顆粒致動(dòng)214 222 223。最近,已經(jīng)報(bào)道了 TAM作為抗體-藥物偶聯(lián)物(ADC)的加工工廠的另外作用224。 具體而言,李等人。在L-82間變性大細(xì)胞淋巴瘤和MCF-7乳腺癌異種移植模型中觀察到與 蛋白酶可切割的單甲基奧瑞他汀E(hIgG-vaM
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