癌癥發(fā)生轉(zhuǎn)移是癌癥復(fù)發(fā),致死的主要因素,也是晚期癌癥的重要特征。但是癌細胞轉(zhuǎn)移的時間遠遠要早于癌癥被發(fā)現(xiàn)的時間,有研究顯示這個時間平均要早6-8年(范圍從數(shù)月至數(shù)十年)。
作為癌癥轉(zhuǎn)移的種子,原發(fā)病灶的播散癌細胞((disseminated cancer cells ,DCCs)在癌癥形成的早期就出現(xiàn)了,他們從原發(fā)灶脫離,隨著血液及淋巴液轉(zhuǎn)移至適合其生存的身體其他部位。
腫瘤發(fā)生發(fā)展時間軸(Nat Rev Cancer . 2020 Nov;20(11):681-694.)
DCC非常罕見,比如沒有明顯轉(zhuǎn)移特征的乳腺癌,只有30%患者骨髓中被檢測到非常低的頻率DCCs(1-2個DCCs/1000000個)。所以目前對于DCCs的研究,僅少量來自于基因組測序的數(shù)據(jù),對于DCCs的驅(qū)動因素、發(fā)展等,還知之甚少。
一,IL-6是癌癥炎癥的核心分子
IL-6細胞因子家族包括IL-6、IL-11、IL-27、IL-31、纖毛神經(jīng)營養(yǎng)因子(CNTF)、白血病抑制因子(LIF)、心臟營養(yǎng)因子1(CT-1)、心臟營養(yǎng)因子樣因子(CLC)和癌抑素M(OSM),均具有共同的糖蛋白130(gp130、IL6ST)受體信號亞基。
IL-6家族(Nat. Rev. Immunol. 2018)
IL-6結(jié)合其受體,下游通過JAK-STAT、MAPK-ERK和PI3K-Akt通路傳遞信號,激活轉(zhuǎn)錄。其中STAT3信號通路被認為是癌癥炎癥的主要途徑,在惡性細胞中經(jīng)常被激活,并在調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境炎癥相關(guān)關(guān)鍵基因轉(zhuǎn)錄中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
癌癥炎癥對于抗腫瘤起著雙重作用,即具有一定抗腫瘤的作用,但是也促進細胞外基質(zhì)降解,癌癥血管新生,內(nèi)皮細胞激活,癌癥細胞遷移能力增強,這些都給癌癥進展和轉(zhuǎn)移的提供了良好的生態(tài)位。
腫瘤微環(huán)境中的IL-6的作用((Nat. Rev. Immunol. 2018)
二,IL-6驅(qū)動腫瘤轉(zhuǎn)移
除了為癌癥轉(zhuǎn)移細胞DCCs創(chuàng)造生態(tài)位,德國雷根斯堡大學(xué)的科學(xué)最近的研究結(jié)果顯示,腫瘤微環(huán)境或者惡變環(huán)境中的IL-6可以直接作用于腫瘤轉(zhuǎn)移的種子DCCs細胞,通過原發(fā)腫瘤細胞表面的反式受體,IL-6促進了細胞的侵襲能力,并誘導(dǎo)其產(chǎn)生干性。
DCCs拷貝數(shù)變異主要來自于IL-6信號通路
富集乳腺癌病人DCCs細胞(方法參考文獻4),其中21份樣本來自于未轉(zhuǎn)移病人(未形成轉(zhuǎn)移灶,不等于沒有DCCs),5份樣本來自于轉(zhuǎn)移病人,進行單細胞基因拷貝數(shù)變異分析。在12條通路中,拷貝數(shù)變異主要發(fā)生在4條通路:
1,IL-6-mediated signaling events
2,VEGFR3 signaling in lymphatic endothelium
3,Angiopoietin receptor Tie2-mediated signaling
4,Signaling events mediated by TCPTP
5,而在4條顯著變化的通路中,IL-6介導(dǎo)的信號通路變化最顯著。
乳腺癌患者DCCs細胞拷貝數(shù)變異(Nat Commun . 2020)
進一步的研究發(fā)現(xiàn)受體VEGFR3和Tie2均未在DCCs中表達。而雖然IL6RA的mRNA(IL-6結(jié)合受體單元)在DCCs中也缺失,但IL-6信號轉(zhuǎn)導(dǎo)單元gp130被表達(IL6ST),表明DCCs僅可接受IL-6反式信號傳導(dǎo),從而實現(xiàn)微環(huán)境控制。
IL-6反式信號增強細胞侵襲能力
IL-6通路可以直接激活,也可以通過反式激活。直接或經(jīng)典的IL-6信號傳導(dǎo)涉及IL-6與異二聚體受體的結(jié)合,該異二聚體受體由廣泛表達的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受體亞基gp130(gp130)和膜結(jié)合的IL-6受體alpha鏈(CD126)組成。
相比之下,反式信號通路并不涉及膜結(jié)合IL-6Ralpha鏈(mIL-6RA),而是在細胞表面與gp130結(jié)合之前,IL-6與可溶性IL-6RA(sIL-6RA)的結(jié)合。sIL-6RA可以通過受體的選擇性剪接或有限的蛋白水解產(chǎn)生。
三個病人來源的HMECs細胞,通過IL-6激活經(jīng)典和反式通路,anti-IL-6阻斷經(jīng)典和反式通路,HIL-6激活反式通路。HIL6是一種由sIL-6RA、一個連接子和IL-6組成的融合蛋白,被用作IL-6/sIL-6RA復(fù)合物的分子模型。單純IL-6反式通路激活時,HMECs細胞球形成能力最強(細胞球是細胞侵襲能力體外研究模型之一)。
臨床研究
最近已經(jīng)開始有IL-6抗體用于癌癥轉(zhuǎn)移的臨床研究。
Siltuximab(Sylvant,司妥昔單抗)
NCT04191421,Siltuximab and Spartalizumab in Patients With Metastatic Pancreatic 來源:閑談 Immunology
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逐典白介素IL-6產(chǎn)品特點:
1. 高純度;2.高特異性;3.無動物源(AOF);4.GMP級別;5.無His標(biāo)簽
實驗數(shù)據(jù):
SDS-PAGE鑒定和SEC-HPLC純度:還原的SDS-PAGE 未見雜蛋白(左);SEC-HPLC顯示高純度大于 98%,無聚集體產(chǎn)生(右)
IL-6活性:
由依賴IL-6的鼠7TD1細胞增殖的劑量依賴性刺激確定的ED 50 ≤ 0.1 ng/ml,對應(yīng)于≥ 1 x 107Units/mg的比活性。