癌癥發生轉移是癌癥復發,致死的主要因素,也是晚期癌癥的重要特征。但是癌細胞轉移的時間遠遠要早于癌癥被發現的時間,有研究顯示這個時間平均要早6-8年(范圍從數月至數十年)。
作為癌癥轉移的種子,原發病灶的播散癌細胞((disseminated cancer cells ,DCCs)在癌癥形成的早期就出現了,他們從原發灶脫離,隨著血液及淋巴液轉移至適合其生存的身體其他部位。
腫瘤發生發展時間軸(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據,對于DCCs的驅動因素、發展等,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、纖毛神經營養因子(CNTF)、白血病抑制因子(LIF)、心臟營養因子1(CT-1)、心臟營養因子樣因子(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結合其受體,下游通過JAK-STAT、MAPK-ERK和PI3K-Akt通路傳遞信號,激活轉錄。其中STAT3信號通路被認為是癌癥炎癥的主要途徑,在惡性細胞中經常被激活,并在調節腫瘤微環境炎癥相關關鍵基因轉錄中發揮關鍵作用。
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降解,癌癥血管新生,內皮細胞激活,癌癥細胞遷移能力增強,這些都給癌癥進展和轉移的提供了良好的生態位。
腫瘤微環境中的IL-6的作用((Nat. Rev. Immunol. 2018)
二,IL-6驅動腫瘤轉移
除了為癌癥轉移細胞DCCs創造生態位,德國雷根斯堡大學的科學最近的研究結果顯示,腫瘤微環境或者惡變環境中的IL-6可以直接作用于腫瘤轉移的種子DCCs細胞,通過原發腫瘤細胞表面的反式受體,IL-6促進了細胞的侵襲能力,并誘導其產生干性。
DCCs拷貝數變異主要來自于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份樣本來自于未轉移病人(未形成轉移灶,不等于沒有DCCs),5份樣本來自于轉移病人,進行單細胞基因拷貝數變異分析。在12條通路中,拷貝數變異主要發生在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介導的信號通路變化最顯著。
乳腺癌患者DCCs細胞拷貝數變異(Nat Commun . 2020)
進一步的研究發現受體VEGFR3和Tie2均未在DCCs中表達。而雖然IL6RA的mRNA(IL-6結合受體單元)在DCCs中也缺失,但IL-6信號轉導單元gp130被表達(IL6ST),表明DCCs僅可接受IL-6反式信號傳導,從而實現微環境控制。
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。直接或經典的IL-6信號傳導涉及IL-6與異二聚體受體的結合,該異二聚體受體由廣泛表達的信號轉導受體亞基gp130(gp130)和膜結合的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合IL-6Ralpha鏈(mIL-6RA),而是在細胞表面與gp130結合之前,IL-6與可溶性IL-6RA(sIL-6RA)的結合。sIL-6RA可以通過受體的選擇性剪接或有限的蛋白水解產生。
三個病人來源的HMECs細胞,通過IL-6激活經典和反式通路,anti-IL-6阻斷經典和反式通路,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
最近已經開始有IL-6抗體用于癌癥轉移的臨床研究。
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標簽
實驗數據:
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,對應于≥ 1 x 107Units/mg的比活性。