新突破！国外研究团队发现抗肿瘤和抗癌药物新机制

6月27日，来自韩国首尔国立大学兽医学院兽医临床科学系兽医内科实验室的Ga-Hyun Lim, Su-Min Park, Ga-Hee Youn,等教授在《Scientific Reports》上发表题为“Macrophage induces anti-cancer drug resistance in canine mammary gland tumor spheroid”的研究论文，研究建立的混合球体模型反映了缺氧的TME，使犬巨噬细胞（DH82）能够诱导犬MGT细胞产生抗癌药物抵抗。

https://www.nature.com/articles/s41598-023-37311-w#author-information

研究背景

乳腺肿瘤是人类女性和雌性犬类最常见的肿瘤之一。一般认为手术是主要治疗方法，但一些病例在手术时伴有轻微转移，因而采用辅助治疗来降低复发和转移的可能性。抗癌药物的耐药性是乳腺肿瘤化疗的一个主要问题，肿瘤微环境（TME）被认为是抗癌药物耐药的关键机制。

渗入肿瘤并构成TME的巨噬细胞被称为肿瘤相关巨噬细胞（TAM）。一些研究发现，TAMs通过各种机制诱导肿瘤化疗抵抗，乳腺肿瘤通过IL-10/STAT3/Bcl2信号传导等机制降低抗癌药物的治疗反应。

因此，一些研究将TAMs作为抗癌治疗的目标。然而，传统的二维培养方法在反映含有TAM的TME方面有局限性。我们需要一种模拟TME的三维结构培养方法，来研究TAMs的作用。在本研究中，我们构建了DH82和犬MGT细胞的三维多细胞混合球体模型。

研究过程

通过将犬MGT细胞与DH82混合建立了一个混合球体模型，以证实巨噬细胞在诱导犬MGT细胞抗癌药物抗性方面的功能。我们使用超低粘附板行三维培养。首先，根据犬MGT细胞和DH82的时间和比例来评估球状体的大小和球性，以证实球状体产生的参数。球状体和核心的细胞密度下降被认为是由于球状体内部细胞的氧气和营养物质的减少而引起的细胞凋亡和坏死。

TAM会迁移到肿瘤的缺氧区，并促成肿瘤细胞的缺氧。缺氧诱导TME中TAM的M2极化。为了确认混合球体模型中巨噬细胞的极化，我们分析了CD206和CD80的表达。在这项研究中，我们证实在单独的CIP球状体中，HIF-1a、TSG-6、COX2和VEGF的表达水平在犬MGT细胞中有所增加。此外，在用DH82浸润的球状体中，缺氧细胞也有所增加。因此，我们认为混合球状体模型通过反映犬MGT细胞和DH82之间的串扰来模拟缺氧的TME。

TAM有助于肿瘤的抗癌药物抗性。为了评估巨噬细胞的抗癌耐药性作用，我们调查了犬MGT细胞与DH82共同培养下的COX2、HIF-1α、生长因子和多药耐药基因的表达水平、细胞活力、凋亡率和细胞周期停止。在二维共同培养方法中，与DH82共培养的犬MGT细胞的存活率在阿霉素作用下比对照组要高。

此外，TAMs通过IL-10/IL10-receptor/STAT3/Bcl-2信号通路来上调IL-10，诱导乳腺癌产生阿霉素耐药。当STAT3在肿瘤细胞中被抑制时，作为抗凋亡基因的Bcl-2的表达就会减少，而凋亡的蛋白酶（Caspase 3）途径被激活，与肿瘤细胞增殖有关的特异性周期蛋白-D1也随着STAT3的抑制而减少。当犬MGT细胞和DH82共同培养时，我们证实犬MGT细胞的凋亡会减少，阿霉素作用下犬MGT细胞的半胱天冬酶-3酶原表达增加。我们还研究了DH82对犬MGT细胞的细胞周期的影响，证实阿霉素诱导G2/M期细胞周期停滞，并且细胞周期蛋白D1也参与其中。在DH82共同培养组中，G2/M期细胞周期停滞和细胞周期蛋白D1表达减少，表明DH82影响了阿霉素诱导的犬MGT细胞的细胞周期停滞。基于这些结果，认为DH82和犬MGT细胞之间的串扰导致了对抗癌药物的抵抗。

DH82在阿霉素作用下减少犬MGT细胞的凋亡和G2 / M细胞周期停滞。

研究结论

综上，研究构建了犬MGT细胞和DH82混合球体模型。该混合球体模型通过反映犬MGT细胞和DH82在缺氧情况下的串扰来模拟TME。混合球体模型将来可应用于肿瘤和抗癌药物的研究，抑制巨噬细胞的化疗抗性可被视为未来抗癌治疗的一个关键因素。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41598-023-37311-w#author-information

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。