DOI: https://doi.org/10.1186/s40164-023-00469-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38229178
تاريخ النشر: 2024-01-16
المؤلف: Minmin Cao وآخرون
الموضوع الرئيسي: الخلايا المناعية في السرطان
نظرة عامة
تعتبر البلعميات المقيمة في الأنسجة (TRMs) جزءًا أساسيًا من البيئة الدقيقة المناعية، حيث تظهر أدوارًا مؤيدة للورم وأخرى مضادة للورم من خلال آليات مثل البلعمة وإفراز السيتوكينات. تظل وظائفها في السرطان غير مفهومة جيدًا، مع وجود اختلافات في العمر الافتراضي، والتجدد، وتجديد أحادية النواة عبر أعضاء مختلفة تسهم في هذه التعقيد. تهدف هذه المراجعة إلى توضيح الخصائص والتوازن الخاص بـ TRMs في أنسجة مختلفة، بما في ذلك الرئة، والكبد، والدماغ، والجلد، والأمعاء، مع فحص أدوارها في تعديل كل من السرطانات الأولية والانتقالية، مما قد يُعلم العلاجات المستهدفة المستقبلية.
لقد عززت التقدمات الأخيرة في رسم مصير الخلايا، ونماذج التزاوج، وتسلسل الخلايا الفردية فهمنا لأصول TRM ووظائفها. يتم تنظيم TRMs بواسطة عوامل من الخلايا الداعمة، مثل CSF1 وCSF2 وIL-34، من خلال مستقبلاتها المعنية (CSF1R وCSF2R)، إلى جانب إشارات محددة من النيتش مثل TGF-β وحمض الريتينويك. يتم تسليط الضوء على الأدوار المحددة للأعضاء لـ TRMs في السرطان من خلال نتائج متناقضة؛ على سبيل المثال، يؤدي استنفاد TRM في نماذج سرطان الثدي إلى انكماش الورم، بينما يُلاحظ زيادة في سرطان البنكرياس. بالإضافة إلى ذلك، تؤثر TRMs على العمليات الانتقالية بشكل مختلف عبر السرطانات، مع تأثير مجموعات البلعميات المحددة على ديناميات خلايا CD8+ T ومعدلات بقاء المرضى. إن فهم التفاعل بين TRMs وبيئة الورم الدقيقة أمر حاسم لتطوير استراتيجيات علاجية فعالة تستهدف البلعميات المحددة في الأنسجة.
مقدمة
في المقدمة، يناقش المؤلفون الأدوار الحاسمة للبلعميات في الحفاظ على التوازن ووجودها المتنوع في أنسجة مختلفة، لا سيما في السرطان، حيث يمكن أن تشكل ما يصل إلى 40% من التركيب الخلوي. تقليديًا، كان يُعتقد أن البلعميات المرتبطة بالورم (TAMs) تنشأ بشكل أساسي من سلفيات دموية؛ ومع ذلك، تشير النتائج الحديثة إلى أنها يمكن أن تنشأ أيضًا من البلعميات المستمدة من الأجنة، مما يسهم في أنماط وظيفية متميزة عبر أعضاء مختلفة، بما في ذلك البنكرياس، والدماغ، والرئة، والثدي. يبرز المؤلفون الأصول المزدوجة لـ TAMs، والتي يمكن أن تُشتق من سلفيات كيس المح، أو سلفيات كبد الجنين خلال تكوين الأعضاء، أو يتم تجنيدها من سلفيات نخاع العظام.
يتناول النص المزيد من التفاصيل حول الاختلافات بين البلعميات المقيمة في الأنسجة (TRMs) والبلعميات المستمدة من نخاع العظام (BMDMs)، مؤكدًا أن TRMs تحافظ على نفسها في معظم الأعضاء البالغة وتتمتع بوظائف محددة في الأنسجة لا يمكن لـ BMDMs تكرارها بسهولة. على سبيل المثال، تلعب الخلايا الدقيقة دورًا في إعادة تشكيل المشابك، بينما تُخصص خلايا كوفبر لإعادة تدوير كريات الدم الحمراء. يشير المؤلفون إلى أن TRMs غالبًا ما تكون أول المستجيبين خلال الأورام والميكرو ميتاستاز، حيث تستشعر الإشارات المرتبطة بالسرطان، بينما يتم تجنيد BMDMs لاحقًا في تقدم السرطان. يختتمون بتحديد تركيز مراجعتهم على أدوار TRMs في السرطان داخل الرئة، والكبد، والدماغ، والجلد، والأمعاء – الأعضاء التي تعتبر مهمة بسبب انتشارها العالي ومعدلات الوفيات المرتبطة بالأورام الخبيثة.
نقاش
في مناقشة البلعميات المقيمة في الأنسجة الرئوية، يسلط البحث الضوء على الأدوار الحاسمة للبلعميات الهوائية (AMs) والبلعميات بين الأنسجة (IMs) في توازن الرئة والاستجابات المناعية. تشكل AMs، التي تمثل 90-95% من خلايا المناعة المقيمة في الرئة، أساسًا من سلفيات جنينية وتحافظ على عددها من خلال التجديد الذاتي، مع حد أدنى من التكاثر في الظروف غير الالتهابية. تعتمد على إشارات GM-CSF وTGF-βR من أجل التمايز والبقاء، بينما تشمل IMs، التي تتضمن البلعميات المرتبطة بالأوعية والبلعميات المرتبطة بالأعصاب، أصولًا وآليات تجديد متميزة. يؤكد البحث على التنوع الظاهري لهذه المجموعات من البلعميات، حيث تظهر AMs علامات سطحية فريدة وقدرات وظيفية تؤثر على أدوارها في كل من التوازن وتكوين الأورام.
تستكشف القسم المزيد من مشاركة البلعميات المقيمة في الرئة في السرطان، لا سيما في سرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC). تم الإشارة إلى أن AMs تساهم في تعزيز نمو الورم من خلال مسارات إشارات مختلفة، بما في ذلك ROS/BACH1/PDLIM2/STAT3، وتظهر ميزات الشيخوخة الخلوية التي تثبط الاستجابات المناعية المضادة للورم. إن إزالة AMs الشيخوخة تقلل بشكل كبير من تكوين الأورام، مما يشير إلى دورها المزدوج في دعم وتثبيط تقدم السرطان. بالإضافة إلى ذلك، يناقش البحث مرونة البلعميات استجابةً لبيئات الأورام الدقيقة، مما يبرز إمكانية استراتيجيات علاجية تستهدف هذه البلعميات المقيمة لتعزيز نتائج علاج السرطان. بشكل عام، تؤكد النتائج على التفاعل المعقد بين البلعميات المقيمة في الأنسجة والسرطان، مما يشير إلى أن تعديلها قد يكون محوريًا في تطوير علاجات فعالة للسرطان.
DOI: https://doi.org/10.1186/s40164-023-00469-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38229178
Publication Date: 2024-01-16
Author(s): Minmin Cao et al.
Primary Topic: Immune cells in cancer
Overview
Tissue resident macrophages (TRMs) are integral to the immune microenvironment, exhibiting both pro-tumorigenic and antitumorigenic roles through mechanisms such as phagocytosis and cytokine secretion. Their functions in cancer remain poorly understood, with variations in lifespan, turnover, and monocyte replenishment across different organs contributing to this complexity. This review aims to elucidate the characteristics and homeostasis of TRMs in various tissues, including the lung, liver, brain, skin, and intestines, while also examining their roles in modulating both primary and metastatic cancers, which may inform future targeted therapies.
Recent advancements in fate-mapping, parabiosis models, and single-cell sequencing have enhanced our understanding of TRM origins and functions. TRMs are regulated by factors from stromal cells, such as CSF1, CSF2, and IL-34, through their respective receptors (CSF1R and CSF2R), alongside niche-specific signals like TGF-β and retinoic acid. The organ-specific roles of TRMs in cancer are highlighted by contrasting findings; for instance, TRM depletion in breast cancer models leads to tumor shrinkage, whereas their increase is observed in pancreatic cancer. Additionally, TRMs influence metastatic processes differently across cancers, with specific macrophage populations affecting CD8+ T cell dynamics and patient survival rates. Understanding the interplay between TRMs and the tumor microenvironment is crucial for developing effective therapeutic strategies targeting tissue-specific macrophages.
Introduction
In the introduction, the authors discuss the critical roles of macrophages in maintaining homeostasis and their varying prevalence in different tissues, particularly in cancer, where they can constitute up to 40% of the cellular composition. Traditionally, tumor-associated macrophages (TAMs) were thought to primarily originate from hematopoietic precursors; however, recent findings indicate that they can also arise from embryonic-derived macrophages, contributing to distinct phenotypes and functionalities across various organs, including the pancreas, brain, lung, and breast. The authors highlight the dual origins of TAMs, which can be derived from long-lived yolk-sac or fetal liver progenitors during organogenesis, or recruited from bone marrow myeloid progenitors.
The text further elaborates on the differences between tissue resident macrophages (TRMs) and bone marrow-derived macrophages (BMDMs), emphasizing that TRMs are self-maintaining in most adult organs and possess unique tissue-specific functions that BMDMs cannot easily replicate. For instance, microglia play a role in synaptic remodeling, while Kupffer cells are specialized for erythrocyte recycling. The authors note that TRMs are often the first responders during oncogenesis and micro metastasis, sensing cancer-related signals, whereas BMDMs are recruited later in cancer progression. They conclude by outlining the focus of their review on the roles of TRMs in cancer within the lung, liver, brain, skin, and intestine—organs that are significant due to their high prevalence and mortality rates associated with malignancies.
Discussion
In the discussion of pulmonary tissue resident macrophages, the paper highlights the critical roles of alveolar macrophages (AMs) and interstitial macrophages (IMs) in lung homeostasis and immune responses. AMs, which constitute 90-95% of pulmonary resident immune cells, are primarily derived from embryonic precursors and maintain their population through self-renewal, with minimal proliferation under non-inflammatory conditions. They rely on GM-CSF and TGF-βR signaling for differentiation and survival, while IMs, which include vascular-associated and nerve-associated macrophages, exhibit distinct origins and replenishment mechanisms. The paper emphasizes the phenotypic diversity of these macrophage populations, with AMs displaying unique surface markers and functional capabilities that influence their roles in both homeostasis and tumorigenesis.
The section further explores the involvement of lung resident macrophages in cancer, particularly in non-small cell lung cancer (NSCLC). AMs have been implicated in promoting tumor growth through various signaling pathways, including ROS/BACH1/PDLIM2/STAT3, and exhibit features of cellular senescence that suppress antitumor immune responses. The removal of senescent AMs significantly reduces tumorigenesis, indicating their dual role in both supporting and inhibiting cancer progression. Additionally, the paper discusses the plasticity of macrophages in response to tumor microenvironments, highlighting the potential for therapeutic strategies targeting these resident macrophages to enhance cancer treatment outcomes. Overall, the findings underscore the complex interplay between tissue resident macrophages and cancer, suggesting that their modulation could be pivotal in developing effective cancer therapies.