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导读：美国国家癌症研究所最近发布了肿瘤微环境研究的报道。肿瘤生物学和微环境分支 (TBMB) 支持的基础研究旨在了解肿瘤细胞和肿瘤微环境 (TME) 在驱动癌症发生、进展、维持和复发中的作用。全面了解肿瘤微环境，包括基质组成、细胞与细胞和细胞与基质相互作用、异常生理学以及异质肿瘤的细胞特征，是阐明癌症复杂性的关键。本文将带您了解肿瘤在其微环境中的细胞、分子和生化相互作用对于改善癌症诊断和治疗的重要性。

乳腺癌肿瘤及其微环境

肿瘤和基质细胞的相互作用

理解肿瘤生长和免疫逃避需要深入研究肿瘤细胞与宿主组织分子以及宿主免疫系统的相互作用。肿瘤细胞与其微环境之间的双向相互作用可能促进肿瘤的存活和侵袭性细胞行为。

重点研究领域包括：

1. 肿瘤细胞通过细胞因子/生长因子释放对基质微环境的影响。

2. 肿瘤细胞和基质成纤维细胞驱动的炎症及其在TME中对免疫细胞的招募和功能的影响。

3. 细胞间、细胞-基质和外泌体介导的信号传导对肿瘤细胞的存活、增殖、运动和侵袭的影响。

4. 肿瘤生理特性在肿瘤与宿主之间的信息交流中的作用。

5. 从分子和细胞层面的变化导致肿瘤组织的组织结构和进展。

信号传递的复杂性在临床上带来了重要挑战，尤其在疾病复发的背景下。致力于了解治疗相关的代偿性促生存和促增长信号传导的研究，有望指导未来的治疗。同时，对已知和新发现靶点在肿瘤块或基质环境中可能发挥相对相反功能的研究，也将有助于更好地理解这一复杂性。

细胞外基质与肿瘤动态

细胞外基质（ECM）是TME的主要组成部分，是复杂的蛋白质、多糖和生长因子网络。该领域的研究重点是了解ECM在癌症组织中的紊乱和促进细胞转化的作用。

重点研究领域包括：

1. 在癌变过程中改变ECM的细胞，包括基质细胞和浸润细胞。

2. ECM的生物力学特性，包括细胞如何感知外部力量，以及肿瘤基质增加的刚度如何影响癌症进展。

3. 引起异常癌症ECM的机制对基质细胞的调节作用。

4. 异常癌症ECM对与肿瘤进展相关的免疫细胞行为的影响。

5. 结缔组织形成（即纤维结缔组织的形成）作为阻碍基质细胞浸润（例如内皮、免疫和成纤维细胞亚型）的生物屏障。

新兴领域包括ECM蛋白质、基质重塑酶和细胞因子在驱动细胞定向迁移方面的作用，以及ECM在干细胞维持、肿瘤启动、进展和对治疗的耐药性中的贡献。

血管生成和淋巴管生成

血管生成研究重点关注肿瘤诱导的血管系统，为肿瘤生长和进展提供氧气和代谢产物。淋巴管生成研究则研究肿瘤诱导的淋巴管在肿瘤细胞侵袭和迁移中的作用。

重点研究领域包括：

1. 贡献于肿瘤血管生成的生长因子和受体网络。

2. 诱导新血管生成的因子，包括信号通路、膜源性分子、分泌因子和缺氧。

3. 促进血管正常化以干扰癌症进展的分子策略。

4. 淋巴管入侵以及肿瘤与其淋巴网络之间的相互作用。

新兴领域包括肿瘤血管内皮细胞-外周细胞相互作用的改变，异常血液流动和增加的血管通透性如何导致肿瘤的异质性、治疗耐药性和不同的免疫反应。

肿瘤细胞可塑性

肿瘤细胞高度适应性，已知在肿瘤发生过程中会发生遗传、表观遗传和表型变化。这种可塑性导致肿瘤内异质性，并成为当前癌症治疗的重要挑战。TBMB支持的研究旨在更好地了解治疗前后诱导的调节细胞可塑性的机制，以及可塑性对肿瘤异质性、进展、治疗反应和耐药性的影响。

重点研究领域包括：

1. 微环境在肿瘤细胞重新编程中的作用，包括去分化和转分化。

2. 对促进癌症发展和进展中允许性或抑制性肿瘤微环境状态的机制的表征。

3. 来自基质可塑性和不同成纤维细胞和内皮细胞亚型的功能异质性。

4. 治疗诱导的癌症和基质细胞重新编程作为耐药性和复发的重要机制。

了解肿瘤和微环境细胞的可塑性，无论是在原发肿瘤进展阶段，还是在治疗过程中，都成为新的重要研究领域。通过阐明表观遗传调控因子、非编码RNA以及肿瘤和微环境细胞表型转换和细胞状态调控的全基因组变化，可为新的转化性治疗策略提供重要线索。

肿瘤细胞和微环境的衰老

年龄是已知的癌症发展风险因素，老年患者通常患更具侵袭性和耐药性的肿瘤。有证据表明，细胞衰老和微环境的衰老在推动肿瘤发生中发挥直接作用。

重点研究领域包括：

1. 肿瘤和周围基质中衰老细胞积累的机制。

2. 衰老相关表型和/或分泌物（如分泌因子）对肿瘤细胞存活、血管生成和治疗耐药性的影响。

3. 老年TME中促进癌症进展和耐药性的代谢改变。

4. 老年TME的衰老细胞的代谢途径和转录因子的作用。

5. 老年患者对标准治疗反应较差且毒性更高，这成为一个重要的研究领域。在这个领域的机械研究有助于解决重要问题，以最终改进老年期癌症治疗，并可能与可能遵循不同肿瘤-微环境动态的儿童肿瘤形成对比。

肿瘤微环境的代谢重编程

TBMB支持对肿瘤基质中代谢失调对肿瘤进展和耐药性的贡献和影响的研究。

重点研究领域包括：

1. 肿瘤细胞/基质代谢的双向改变及其对肿瘤生长和进展的影响。

2. 肿瘤细胞对基质细胞和肿瘤相关炎症的代谢重编程。

3. 动态TME背景中的胁迫因子（如系统治疗、慢性代谢紊乱、局部缺氧或营养匮乏）导致的肿瘤进化。

新兴领域涉

及细胞水平的代谢异质性，以及基质代谢梯度对肿瘤生长、进展和治疗耐药性的影响，以及细胞间细胞器通信在肿瘤进化中的作用。

激素信号和肿瘤进展

虽然异常的激素信号与某些类型的癌症相关，并且激素治疗（阻断激素信号）通常用于癌症治疗，但肿瘤细胞可以发展出对激素抵抗的侵袭性表型。激素信号的研究探讨破坏肿瘤细胞内分泌信号通路的机制，以及微环境信号对肿瘤进展和耐药性的促进作用。

重点研究领域包括：

1. 激素抵抗、侵袭性肿瘤的生物学。

2. 促使激素敏感肿瘤转化为侵袭性、激素不敏感肿瘤的机制。

3. 针对激素不敏感肿瘤的新型治疗靶点的鉴定。

4. 抗激素治疗对基质反应的生物学影响。

在了解肿瘤和基质细胞可塑性的同时，还包括研究在肿瘤原发进展阶段或对治疗的反应中，表观遗传调节因子、非编码RNA和基因组广泛变化在调节肿瘤和基质细胞表型转换和细胞状态方面的作用，这些都是引人关注且有助于制定新的转化性治疗策略的领域。

糖生物学

肿瘤的糖生物学研究探索了糖基化修饰在恶性进展中的作用。肿瘤细胞分子上的改变的糖基化结构影响细胞间和细胞-基质相互作用、配体受体亲和力、细胞信号传导，最终影响细胞的生长、存活和迁移过程。

重点研究领域包括：

1. 糖基化、糖基转移酶、糖基水解酶和凝集素在肿瘤发生中的作用。

2. 不同糖基化对肿瘤细胞-微环境相互作用的影响。

3. 开发用于癌症发病机制研究的新型高通量技术和实验模型。

4. 糖基化在信号放大和/或衰减中的作用。

新兴领域包括糖基化和其他翻译后修饰（磷酸化、乙酰化、泛素化等）在蛋白质功能和肿瘤发生中的作用，以及在不同阶段的肿瘤发展中介导异常糖基化的分子途径。

写在最后：

肿瘤生物学与微环境研究为我们深入了解癌症发展的复杂性提供了宝贵见解。在美国癌症研究所等美国癌症中心不断深化的研究中，将更好地认识肿瘤细胞和其微环境之间错综复杂的相互作用，为癌症的诊断和治疗提供新的方向和可能性。希望通过研究人员的努力，能够为改善癌症患者的生存质量做出贡献，让医学进步造福人类。

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 参考来源：

【1】https://www.cancer.gov/about-nci/organization/dcb/research-portfolio/tbmr