IF 5.7,谢琦、沈梦怡团队:中草药利用树突状细胞发挥抗肿瘤功效

文摘   2024-10-05 15:36   美国  


点击蓝字 关注我们



山东省千佛山医院肿瘤科

谢琦、沈梦怡团队

2024年9月19日

Front Immunol(IF=5.7)

发表中医学综述

《Traditional Chinese herbal medicine: harnessing dendritic cells for anti-tumor benefits》

中草药:利用树突状细胞发挥抗肿瘤功效


原文链接

https://www.frontiersin.org/journals/immunology/articles/10.3389/fimmu.2024.1408474/full



点击阅读全文或在微信公众号内回复“CHM”即可获得文章PDF链接。


引用格式:

Shen M, Li Z, Wang J, Xiang H, Xie Q. Traditional Chinese herbal medicine: harnessing dendritic cells for anti-tumor benefits. Front Immunol. 2024 Sep 19;15:1408474. doi: 10.3389/fimmu.2024.1408474. PMID: 39364399; PMCID: PMC11446781.


【研究结果及亮点

  • 本综述重在介绍中草药(CHM)树状突细胞(DCs)抗肿瘤方面的相互作用的分子和确切机制:如多糖皂苷等活性成分对不同亚群树状突细胞的影响;以及中草药主要通过Toll样受体(TLRs)核因子κB(NF-κB)途径丝裂原活化蛋白激酶途径(MAPK)促进树突状细胞(DCs)的成熟。这种激活导致促炎细胞因子的分泌,有助于实现更有效的抗肿瘤效果。

  • 在临床研究的相关举例中,仅有少数临床试验专注于CHM与DCs之间的相互作用,表明需要更多的研究来探索中草药的免疫调节作用和其在癌症治疗中的应用。


重点摘要


背景:

癌症一直是一个发病率和死亡率高的问题,患者需要多学科综合诊断和治疗。

癌症治疗的有效性经常受到癌细胞表现出的多药耐药性的阻碍 ,因此研究人员和临床医生一直在寻找更有效的治疗方法。

中草药(CHM) 因其调节免疫系统的能力而越来越多地用于癌症治疗。中药通过上调肿瘤微环境中的免疫反应来发挥抗肿瘤作用。

目前CHM用于癌症治疗的前沿研究包括表型组学、CHM单体或化合物配方的抗肿瘤作用,以及CHM与现代疗法的联合应用。

然而,机制研究的深度和广度仍不足。例如,需要系统评价来研究CHM对免疫系统的调节作用


综述重要内容:

      1、树突状细胞的亚群及其功能:

       树突状细胞(DCs)在先天免疫系统中起着重要作用,能够处理、吞噬病原微生物,并启动B细胞和T细胞的免疫应答。

       未成熟的DCs(iDCs)在边界部位具有强大的吞噬能力,能够捕获凋亡和坏死的细胞。其特征是增强MHC分子和共刺激分子(如CD86, CD80和CD40)的表面表达。此外,mDCs分泌多种促炎细胞因子,使它们能够有效激活效应淋巴细胞。

       DCs分为不同的亚群,它们源自骨髓中的共同DC前体,并通常被分类为常规DCs(cDCs)浆细胞样DCs(pDCs)。前体cDCs可以进一步分化为II型cDCs(cDC2)I型cDCs(cDC1)

 cDC1主要负责交叉呈递抗原并激活抗病毒和抗肿瘤免疫反应。cDC2在自身免疫疾病和抗细菌防御中发挥作用,同时维持免疫耐受。pDC重要的抗病毒细胞能够产生大量的I型干扰素MoDC则在炎症反应中起作用,促进不同类型的T细胞分化。这些不同的DCs亚群通过它们独特的表面标志物和功能,共同协调和调节免疫应答。

向上滑动阅览

      cDC1

       cDC1的细胞表面特征是存在CD141。迁移亚群存在于淋巴结和外周组织中。cDC1的特征性细胞标志物包括Clec9A+、Sirp (CD172)−、CD11c+、CD11b−、CD141+、CD123−和HLADR+。cDC1主要负责抗原交叉呈递,在抗病毒和肿瘤免疫反应中发挥关键作用。

       cDC2

       cDC2的细胞表面标志物包括Clec9A−、CD123−、HLADR+、CD11chi、Sirp+和CD1c+。髓系cDC2与单核细胞类似,表达广泛的凝集素、RIGI样受体、Nod样受体和Toll样受体。它们在自身免疫疾病和抗细菌防御中发挥重要作用,并维持免疫耐受。

       pDC

        pDC在血液、淋巴组织以及小鼠的肺部和人类的扁桃体等特定器官中发现。pDC可以通过细胞表面标志物CD11clo、CD123+、HLADR+、BDCA2 (CD303)+、BDCA4 (CD304)+、CD45RA+进行特征鉴定。pDC在识别病毒或其自身核酸后,通过Toll样受体9 (TLR9)和TLR7产生大量I型干扰素(IFN),以及少量III型IFN,起到抗病毒剂的作用。

       MoDC

      MoDC位于皮肤、肺和肠道中,可以通过包括CD11c+、HLADR+、CD1c+、CD11b+、CD14+、CD64+、CD206+、CD209+、CD172a+和CCR2+在内的特定细胞表面标志物进行识别。MoDC主要由炎症反应产生,并促进CD4+ T细胞分化为2型辅助T细胞(Th2细胞)、1型辅助T细胞(Th1细胞)或产生IL-17的辅助T细胞。




      2、经中草药处理的树突状细胞中抗原呈递相关分子和细胞因子的变化:

     随着技术的进步,中草药的活性成分已被确认并纯化,这些成分包括多糖、皂苷等。

     多糖是中草药中的主要活性成分,具有一系列生物活性,包括抗糖尿病、抗氧化、抗病毒、抗炎、抗肿瘤、肝脏保护、免疫调节、抗辐射和神经保护等。

     中草药及其成分能够通过提高主要组织相容性复合体I和II(MHC I/II)及共刺激分子的表达,促进未成熟DC(iDCs)的成熟这一过程导致促炎细胞因子如IL-6、TNF-α、IL-1β和IL-12的产生显著增加。这些效应可以增强对肿瘤的免疫反应。

向上滑动阅览

       1、多糖

 研究表明,刺蜜多糖能够通过促进树突状细胞的成熟,增强CCL20的产生,进而促进B细胞、CD8+和CD4+ T细胞的激活。

紫锥菊多糖(EPP)硫酸化紫锥菊多糖(sEPP)能够提高鸡骨髓来源的树突状细胞(chBM-DCs)上CD11c和CD80的表达,增强其促进异体混合淋巴细胞增殖的能力,并显著增加IL-2和IFN-g的水平。

甘草多糖提取物1 (GPS-1) 能够增强小鼠脾细胞中IFN-g和IL-4的产生,并增加CD3+CD4+ T和CD3+CD8+ T淋巴细胞的比例。

       其他多糖如酸味淫羊藿多糖(EPS-1)牛膝多糖(ABP)菘蓝根多糖(IRPS)地黄多糖(RGP)车前草多糖(PLP)黄芪桂枝五物汤(HGWT)等也显示出通过不同机制促进DCs成熟,增强免疫反应的能力。

2、皂苷

红景天苷脂质体能够有效促进DCs的成熟,刺激混合淋巴细胞反应(MLR)的增殖,并增强抗原呈递能力。

人参皂苷Rg1 (G-Rg1) 通过降低DC成熟介导的IDO1来发挥其抗纤维化特性。

黄芪甲苷IV (ASI) 通过显著上调CD14, CD40, CD80, CD83, CD86和HLA-DR的表达,有效促进DC表型的成熟。此外,ASI处理增强了IL-12的释放,从而增强了免疫反应。

 3、其他

补中益气汤 (HOT) 能够通过增加CD83, CD86, CD80的表达以及产生IL-12的方式,刺激DCs成熟。

没食子酸A 能够促进DCs上CD86和CD40的表达。

亚洲车前子提取物 (ES-PL) 诱导DC成熟,高水平的MHC II和关键刺激分子CD80和CD86,通过减少甘露糖受体介导的内吞作用并加强抗原呈递至异体原始或同质激活的T淋巴细胞。

冬虫夏草能够促进DC成熟,刺激共刺激分子在DCs上的表达,增加炎症因子的表达,并增强异体T细胞的增殖。



       3、中草药调节树状突细胞的重要信号通路:

    随着进一步的研究,发现中草药主要通过Toll样受体(TLRs)核因子κB(NF-κB)途径丝裂原活化蛋白激酶途径(MAPK)促进树突状细胞(DCs)的成熟。这种激活导致促炎细胞因子的分泌,有助于实现更有效的抗肿瘤效果。

向上滑动阅览

       1、TLR信号通路:在中草药调节DCs成熟中起着关键作用。通过激活TLR,特别是TLR4,可以促进DCs的成熟和活化,增强其抗原呈递和免疫激活功能。

       TLR在激活天然免疫中起着至关重要的作用,通过识别特定的微生物标志,是先天和适应性免疫系统的重要组成部分。一系列研究表明,TLR信号通路由两个主要部分组成:一是所有TLR共享的MyD88依赖途径,二是特定于TLR3和TLR4的MyD88非依赖途径。TLR在各种免疫细胞中广泛表达,除了肿瘤浸润免疫细胞外,其他肿瘤细胞也表现出TLR激活。在TLR家族中,TLR4对DCs的成熟尤为重要。MyD88是一种含有TIR结构域的适配蛋白,参与TLR4信号通路。TRAF6是另一种适配蛋白,对MyD88依赖途径中IRAK1的招募至关重要。MyD88激活TRAF6和下游转录因子NF-kB,从而促进炎症因子的产生。

       2、NF-kB信号通路:是中草药调节DCs功能的重要途径之一。通过激活NF-kB,可以促进DCs的成熟,增强其免疫激活和抗肿瘤能力。

       NF-kB信号通路在抗肿瘤过程中起着关键作用,是TLR4的关键下游分子。该通路由两个分支组成:典型和非典型途径。它在响应一系列外部刺激(如免疫反应、细胞增殖、存活和分化)中非常活跃。NF-kB活性的失调与炎症性疾病和肿瘤有关,使其成为潜在的治疗靶点。IkB-a是抑制核内转移的主要调节蛋白。许多研究强调了NF-kB和MAPK信号通路在DCs激活和成熟中的相互作用。

       3、MAPK信号通路:在中草药调节DCs成熟和免疫应答中起着重要作用。通过激活MAPK途径,可以促进DCs的成熟,增强其抗原呈递和免疫激活功能。

       MAPK信号通路激活是许多类型癌症的共同特征。JNK、ERK和p38 MAPK途径在癌症中经常失调,这些途径调节关键炎症介质的表达和活性,包括蛋白酶和细胞因子,可能作为有效的癌症促进因子。研究发现,抑制p38 MAPK可以恢复受肿瘤培养调节液影响的BMDCs的功能、表型和细胞因子分泌,从而激活异体特异性T细胞,增加DC表面分子的表达,并增强IL-12的产生。

       4、JAK-STAT信号通路:JAK-STAT信号通路是中草药调节DCs功能的另一重要途径。通过激活JAK-STAT途径,可以促进DCs的成熟和免疫应答,增强其抗肿瘤能力。

       此外,研究表明,中草药通过包括STATs途径在内的各种信号通路调节DCs功能。JAK/STAT途径在恶性肿瘤中特别重要,其抑制具有治疗潜力。SOCS1是JAK/STAT途径负向调节的一个关键调节因子,通过调节磷酸化状态发挥作用。JAK信号激活与STAT相关的转录活性,驱动控制DCs成熟、分化和功能的基因表达。

       5、其他途径:除了上述途径外,还有其他一些信号通路参与了中草药对DCs功能的调节,例如通过dectin-1/Syk途径促进DCs的成熟。


图1. 图解说明中草药(CHM)促进树突状细胞(DC)成熟的途径。

图片注释参考翻译:中草药(CHM)对树突状细胞(DC)成熟的调节包括了复杂相互作用的多种信号通路,如Toll样受体(TLR)途径、核因子κB(NF-κB)途径、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径、JAK-STAT途径等。CHM中的A组化合物,包括菊苣(Chrysanthemum coronarium L.)、韩国槲寄生凝集素B链(KML-B)、中华猕猴桃属植物多糖(Actinidia eriantha Benth polysaccharide, AEPS)、枸杞多糖脂质体(Lycium barbarum polysaccharides liposomes, LBPL)、玛特林(Matrine)、蒙古黄芪(Astragalus mongholicus, AMs)、黄芪多糖(Astragalus polysaccharide, APS)、胡椒水提取物(Pleurotus ferulae water extract, PFWE)、三尖杉属植物酸提取物(Uncaria rhynchophylla uncarinic acid C extract, URC)、阴阳平衡方(Yangyinwenyang, YYWY)、甘草多糖(Radix Glycyrrhizae polysaccharide, GP)和猴头菇多糖(Hericium erinaceus polysaccharide, sHEP2),主要调节NF-κB信号通路。B组化合物,如亚西亚杉木多糖(Antrodia cinnamomea polysaccharide, ACP)、甘草多糖(GP)、枸杞多糖(LBP)、猴头菇多糖(sHEP2)、5,6-二氢山芹素-6-乙酮(6-Acetonyl-5,6-dihydrosanguinarine, ADS)和桦褐孔菌(Huaier),主要调节MAPK信号通路。此外,半夏属植物多糖提取物(Pinellia pedatisecta Schott extract, PE)主要调节JAK/STAT途径,促进DC成熟。亚西亚杉木多糖(ACP)通过促进蛋白激酶C-α(PKC-α)的磷酸化促进DC成熟。除此之外,DC的成熟也受到Syk、Akt、TSLP和STAT3等途径的调节。



向下滑动查看



       4、中西医结合治疗:

       中草药与现代治疗方法(如纳米粒子和基于DC的肿瘤疫苗)的结合,为癌症治疗开辟了新的途径。

       纳米粒子通过增强DCs的功能来提高中草药的抗肿瘤效果,同时减少细胞毒性。然而,整合中草药复合物的复杂性、纳米粒子制备的标准化、提高靶向效率以及临床试验验证等挑战仍然存在。这些挑战需要通过进一步的研究来克服,以实现中草药在癌症治疗中的最大潜力。


       5、临床研究:

       临床研究显示,将中草药与常规癌症治疗(如化疗、放疗)结合使用,可以提高治疗效果,减少副作用,并提高患者的生活质量。这些研究强调了中草药在抗癌治疗中的潜力,但同时也指出了对中草药如何通过影响DCs发挥抗肿瘤作用的机制研究不足

        目前,仅有少数临床试验专注于CHM与DCs之间的相互作用,表明需要更多的研究来探索中草药的免疫调节作用和其在癌症治疗中的应用。

向上滑动阅览

       文章中引用的具有参考性意义的研究:

  1. 临床试验表明,结合使用中草药(如黄芪)和化疗能提高结直肠肿瘤患者对治疗的响应率。

  2. 黄芪配合化疗可减少结直肠肿瘤患者的不良反应。

  3. 双柏散能有效减轻原发性肝癌患者的疼痛。

  4. 肺积方能够改善非小细胞肺癌患者化疗后的生活质量。

  5. PHY906(由酸枣仁、芍药、甘草和黄芩组成)配合卡培他滨能增强晚期肝癌患者的抗肿瘤效果。

  6. 参白颗粒有助于降低结直肠腺瘤的复发率。

  7. 扶正抑瘤颗粒与放疗结合使用,能增强食管癌患者的免疫反应。

  8. 中草药疗法显著延长了肝癌患者的生存时间并改善了他们的生活质量。

  9. 华蟾素颗粒、复方斑蝥胶囊和金龙胶囊是广泛使用的中成药。

  10. CCMH(由人参、猪苓、灵芝、香茅的提取物组成)与放化疗结合使用能够维持癌症患者血液中的中性粒细胞和白细胞数量。

  11. 复合苦参注射液能显著减轻肺癌患者的症状并改善他们的生活质量。

  12. 软肝颗粒与恩替卡韦联合使用能有效缓解肝纤维化

  13. 改良的补中益气汤与5-氟尿嘧啶联合治疗可以抑制胃癌患者的肿瘤免疫逃逸。

  14. 四君子汤能提高结直肠癌患者的生存率并降低直肠癌的复发率。

  15. 和中颗粒能有效缓解晚期结直肠癌患者的化疗引起的恶心和呕吐。

  16. 扶正解毒消积方通过AKT/CyclinD1/p21/p27途径抑制肝癌细胞的迁移和增殖。

  17. PC-SPES(由八种草药提取物组成)能减少血清前列腺特异性雄激素并缓解前列腺癌的进展。

  18. 小柴胡汤通过调节TLR4/MyD88/NF-κB途径抑制肿瘤生长。

  19. 中草药预防了小肝细胞癌的复发。

  20. 红景天结合化疗能增强乳腺癌患者的淋巴细胞增殖和免疫力。

  21. 桂枝茯苓丸减轻了子宫肌瘤患者的肿瘤负担并缓解了相关症状。




结论和展望:

       这些证据的积累表明,各种中草药(CHM)及其活性成分具有调节抗原呈递树突状细胞(DCs)的功能。这些效应有助于中草药的抗肿瘤特性

      表2提供了中草药衍生的活性成分草药复合物DCs特征影响的总结。这些研究表明,中草药可以通过靶向DCs来调节免疫反应,强调了其在治疗依赖DCs的免疫疾病中的治疗潜力。这也表明了从自然来源中发现新的DCs生物学调节剂的可行性。然而,需要进一步的研究来阐明中草药对DCs调节作用的分子机制。

向上滑动阅览

表 2.中药对 DC 的调节作用。


       尽管取得了进展,但在研究中草药及其与DCs在对抗肿瘤方面的相互作用时,仍然存在某些挑战。

       首先,现有研究主要集中在DCs的数量和活性上,而对中草药对DCs亚群分类及相关信号通路影响的研究明显不足。其次中草药的标准化和系统处理的缺乏,以及活性成分的分离和纯化,显著影响DCs的功能和抗肿瘤效果,因为已经发现中草药中某些不需要的化合物具有免疫抑制作用,减轻了DCs的成熟和促炎细胞因子的产生。这一观察强调了未来研究需要集中于理解这些化合物及其对免疫反应的影响。关于中草药的临床研究主要在中国人群中进行,缺乏全球代表性、随机化和系统性方法。

        此外,大多数临床研究关注抗肿瘤效果,常常掩盖了涉及DCs的潜在抗肿瘤机制的深入探索。为了验证中草药对DCs的影响,可以使用缺乏DCs的条件性敲除小鼠。随着对DCs在免疫反应中关键作用的认识的增加,关于基于DCs的肿瘤疫苗的研究出现了激增,而将中草药与DC疫苗结合用于肿瘤治疗则为未来研究提供了一个令人兴奋的途径。

       中草药通过调节DCs增强抗肿瘤效果,符合中草药“增强身体防御以驱逐病原体”“维持阴阳平衡”的原则。这种作用可以比作振兴身体的免疫系统,改善细胞外基质的内环境,从而引发抗肿瘤效果。

       然而,DCs在介导中草药抗肿瘤效果中的具体作用及其潜在机制仍然不清楚。

       在这篇综述中,我们提供了一个全面的总结,介绍了中草药与DCs相互作用的分子和确切机制。我们的目标是为未来的探索提供一份全面的路线图。中草药有潜力促进DCs成熟的高级协议的发展,从而为改善癌症治疗效果和提高患者的生活质量铺平道路。


关注我们,让您学术、临床皆受益匪浅!

【往期推荐】

【专栏征稿】《世界针灸杂志》2025年“针灸治疗癌症放化疗不良反应”专栏

【招贤纳士】招募漫画插画师、公众号管理员

SCI征稿丨认知障碍的脑网络多模态磁共振成像

【Cancer专栏】

【1】扶正清毒汤对晚期胃癌化疗相关症状的影响

【2】Nature子刊:音乐疗法可缓解乳腺癌患者焦虑抑郁情绪

【3】Advanced Science (IF 14.3):黄连提取物小檗碱延缓肝细胞癌的机制研究

【4】IF 27.7,冼彦芳、张娟团队: 中草药治疗肠癌临床前研究和潜在的临床应用

【5】IF 9.1,黄金昶团队新发现:癌旁围刺抑制内皮细胞GLO1促肿瘤血管正常化


Frontiers-CMCR 文献分享说明

     感谢大家对我们公众号的关注!本公众号专注于分享中医药领域在国际顶级期刊(如Lancet、JAMA、BMJ、NEJM等)发表的最新研究成果,旨在为中医临床实践和科研提供有力的参考与支持。

     我们希望通过分享这些前沿研究,帮助更多的医生和研究人员获取有价值的信息,提升中医药的学术影响力。

     如果您有任何疑问或建议,欢迎随时留言或私信,我们会及时回复。更多中医药领域的前沿资讯,敬请持续关注“中医药研究前沿”公众号!


分享

点赞

在看


中医药研究前沿
感谢大家关注!我们专注于分享中医药领域在国际顶级期刊的最新研究成果,为临床实践和科研工作提供支持。欢迎将这些宝贵信息分享给更多医生和科研人员,如有问题请留言或私信,我们会及时回复。更多中医药前沿研究,敬请关注“中医药研究前沿”公众号!
 最新文章