1. 血管内皮细胞
内皮细胞(ECs)形成一个单细胞层,排列在所有的血管上,有显著的异质性和可塑性,它们控制着蛋白质、细胞、氧气和液体进入周围组织的通道。排列在肿瘤血管中的EC与正常的EC不同,表达较低水平的粘附分子,导致屏障功能受损,并表达高水平抑制性免疫检查点分子,这有助于免疫抑制。
2. 淋巴内皮细胞
淋巴内皮细胞(LECs)形成淋巴管壁。在TME中,淋巴管为癌细胞提供了一条血管之外的传播途径。LECs最近也被认为是抗肿瘤免疫和免疫治疗反应的直接调节剂。LECs既可以提呈肿瘤抗原,也可以提呈免疫检查点分子。
3. 周细胞
周细胞,也被称为壁细胞,围绕血管,嵌入血管基膜,邻近内皮。它们支持血管系统的成熟和通透性。在肿瘤中,周细胞和ECs之间的相互作用受损会导致肿瘤血管系统的渗漏和功能失调。周细胞也通过旁分泌机制与其他基质细胞和癌细胞相互作用,导致TME的调节。特别是,人们对周细胞的免疫调节活性越来越感兴趣。
4. 肿瘤相关成纤维细胞
肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)是肿瘤间质的关键组成部分。CAFs由多个功能不同的亚型组成,显示出巨大的可塑性(成纤维细胞分类、功能、标志物)。CAFs在TME中发挥多效性和相反的功能。CAFs合成和重塑ECM,从而改变ECM的力学特性,改变癌细胞和免疫细胞的行为。CAFs影响血管生成,它们具有很强的免疫调节能力,有助于免疫逃避癌症。
5.脂肪细胞
脂肪细胞存在于许多组织中,它们专门以脂肪的形式储存能量。肥胖是多种癌症类型的一个关键危险因素。癌症相关的脂肪细胞是癌症类型的关键贡献者。它们释放游离脂肪酸、激素、细胞因子、脂肪因子和生长因子,从而影响癌细胞和TME中的宿主细胞。在脂肪细胞和癌细胞之间存在着代谢物和氨基酸的积极交换。癌相关脂肪细胞具有较强的免疫调节能力。它们通过产生髓系细胞的化学引诱剂来促进致瘤性低级别慢性炎症。
6.神经元和神经纤维
在TME中存在神经元和神经纤维。越来越多的证据表明,神经元有助于肿瘤的发生。神经周围浸润(Perineural invasion,PNI)是癌细胞沿着神经局部延伸的一个过程,在几种实体癌症类型中都可以观察到,并与不良预后相关。此外,在TME中,神经元和癌细胞之间通过相互的旁分泌信号存在活跃的串扰。神经元释放神经递质、神经营养因子和趋化因子,它们刺激癌症的干细胞性,抵抗细胞凋亡,并增强增殖。此外,神经调节TME、中枢神经系统和颅外器官中的炎症和免疫反应,是癌症研究的一个活跃领域。
ECM是TME的一个非细胞结构组成部分,由一个纤维蛋白网络组成,如胶原蛋白、糖蛋白和蛋白聚糖。ECM是一种动态结构,由TME中的多种细胞产生的蛋白酶不断重构。ECM中基质体蛋白的组成因肿瘤类型和分期而异。ECM通过作为隔离分泌分子的水库和作为细胞粘附和迁移的底物,促进了TME中的细胞间通信。通过蛋白酶重构ECM释放出栓系分子,从而产生局部高浓度的释放介质。癌症细胞和TME细胞通过整合素和CD44等受体直接接触周围的ECM,它们构成了在癌症中被激活的多种信号网络的一部分。
7. NK细胞
NK细胞是具有细胞毒性的先天淋巴样细胞。它们识别并杀死缺乏MHCI类表达的应激细胞。循环和瘤内NK细胞水平可预测癌症患者的生存率改善。NK细胞具有强大的抗癌能力;然而,进展中的肿瘤通过多种机制逃避NK细胞的消除,如上调抑制性受体,降低NK细胞的细胞毒性,并动员免疫抑制髓系细胞和treg。
8. iNKT
iNKT细胞是cd1d限制性脂质特异性T淋巴细胞,可连接天然免疫和适应性免疫,并根据组织分布介导多种的免疫功能。在几个实验模型中,iNKT细胞通过直接杀死肿瘤细胞,或协助抗肿瘤免疫细胞的活性来发挥癌症免疫监测。癌症相关的免疫抑制可使iNKT细胞的活性向调节功能倾斜。
9.γδT细胞
γδTT细胞形成了一个非常规的T细胞群,表达γδTCR,而不是αβTCR,它们以MHC非依赖的方式识别目标抗原。根据不同的亚群,yd T细胞发挥效应或调节功能。在癌症中,γδT细胞可能通过产生包括IL-17在内的细胞因子来抑制抗肿瘤免疫反应,从而促进疾病进展。γδT细胞也可以通过TCR-或NK-受体相互作用介导的直接细胞毒性或产生效应分子来诱导抗肿瘤免疫。
10. 先天样淋巴细胞
先天样淋巴细胞(ILCs)是一组高度多样化的免疫细胞,存在于组织中,在适应性免疫和天然免疫的交叉点上发挥作用。除NK细胞外,ILCs还包括ILC1、ILC2和ILC3。ILC缺乏抗原特异性受体,通过分泌多种细胞因子和其他炎症介质来发挥其免疫调节功能。在癌症中,ILC扮演着相反的角色。根据肿瘤类型和来自TME的线索,在人类肿瘤中可以发现不同的ILC亚群的组成和激活表型。
11. 巨噬细胞
肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)代表了一种高度可塑性的免疫细胞群,具有促进和抗肿瘤的功能。TAMs包括多种来源的亚群。此外,肿瘤中存在多个TAM亚群共存。TAMs的促瘤功能包括促进血管生成、免疫抑制、转移形成和治疗耐药性,而TAMs也可以通过直接吞噬癌细胞或激活抗肿瘤免疫反应来抵消癌症进展。
12. 中性粒细胞
中性粒细胞是血液中最丰富的免疫细胞。中性粒细胞除了募集到原发肿瘤外,还经常在携带肿瘤的宿主的血液和远处器官中积累。根据来自TME和它们的成熟状态的线索,中性粒细胞可以发挥抗肿瘤或促瘤的功能。它们的系统积累有助于远处器官的免疫抑制和细胞外基质(ECM)重塑,从而促进转移生态位的形成。癌症中中性粒细胞的多样性和可塑性是一个值得深入研究的课题。
13. 单核细胞
单核细胞在血液中循环并迁移到组织中,在那里它们分化为巨噬细胞和树突状细胞(DC)。单核细胞存在几种亚型,包括经典、非经典和中间单核细胞等。在癌症中,单核细胞发挥促肿瘤和抗肿瘤的功能。单核细胞可以产生杀瘤介质并刺激自然杀伤(NK)细胞。然而,在TME中,它们有助于免疫抑制、ECM重塑、血管生成和癌细胞内渗。此外,它们还能分化为促进肿瘤的TAMs。
14. 树突状细胞
树突状细胞是一组抗原提呈细胞,对启动和调节适应性免疫反应至关重要。通过整合来自TME的信息,并将其传递给其他免疫细胞,特别是T细胞。树突状细胞具有形成抗肿瘤免疫的潜力。然而,肿瘤反过来又采用各种策略来限制和操纵DC活性,以逃避免疫控制。利用树突状细胞的力量来改善免疫治疗反应和开发基于树突状细胞的疫苗是癌症研究的一个活跃领域。
15. 肥大细胞
肥大细胞是一种粒细胞,通过快速脱颗粒的组胺、细胞因子和趋化因子来介导宿主的防御和维持内稳态。肥大细胞根据微环境刺激发挥促瘤和抗肿瘤活性。它们可以直接靶向肿瘤细胞,但主要调节其他免疫群体和内皮细胞的招募和活性。
16. 嗜酸性粒细胞
嗜酸性粒细胞因其在过敏性疾病和寄生虫感染中的作用而闻名。最近,它们在TME中的功能变得越来越明显。嗜酸性粒细胞有能力通过释放细胞毒性分子直接杀死肿瘤细胞,但嗜酸性粒细胞也可以调节肿瘤血管系统,调节TME的免疫组成,因此,它们可以具有促肿瘤和抗肿瘤的功能,这取决于它们接收到的激活信号。
17. 血小板
血小板来源于骨髓中巨核细胞细胞质。血小板缺乏细胞核,血液中含量丰富,参与凝血。血小板通过一系列不同的机制促进肿瘤的进展和转移(血小板的免疫激活)。它们与循环肿瘤细胞(CTC)结合,通过保护它们免受身体应激和免疫攻击来促进CTC的存活。血小板还释放促血管生成介质和抗血管生成介质,并与内皮细胞结合,通过其调节血管生成和血管完整性。血小板通过激活髓系细胞来促进肿瘤相关的炎症和免疫逃避。
18. CD8+ T细胞
CD8+ T细胞是抗肿瘤免疫反应中的强大效应细胞。CD8+ T细胞可以通过与T细胞受体(TCR)与癌细胞表达的MHC肽复合物结合来特异性识别癌细胞。在TCR参与后,CD8+ T细胞通过颗粒酶和穿孔素介导的细胞凋亡或通过FASL-FAS介导的细胞死亡破坏靶细胞。在肿瘤中,可以发现许多不同的CD8+ T细胞状态。通常,肿瘤内CD8+ T细胞具有功能失调或耗尽的表型。免疫检查点封锁旨在释放CD8+ T细胞对癌症的反应。
19. CD4+T细胞
CD4+Th细胞影响多种其他免疫细胞;特别是,辅助有效的CD8+ T细胞应答。在癌症中,CD4+ T细胞发挥着双重作用。CD4+ Th1亚型主要辅助抗肿瘤细胞毒性CD8+细胞和B细胞,并通过产生IFNγ和TNF-a直接杀死癌细胞,从而发挥抗肿瘤功能。另一方面,Th2亚型分泌抗炎症介质,发挥促肿瘤功能。
Treg可细分为胸腺来源的和外周诱导的treg。在癌症中,treg通过不同的机制抑制有效的抗肿瘤免疫。
20.B细胞
B淋巴细胞是体液免疫的关键介质。在癌症中,B细胞可以通过抗体依赖的细胞细胞毒性和补体激活来发挥抗肿瘤作用。B细胞可以驻留在瘤内的三级淋巴样结构(TLSs)中,在那里它们通过抗原呈递促进T细胞的活化。B细胞还可以通过分泌抗炎和促血管生成介质、通过免疫复合物和通过补体激活来促进炎症和免疫抑制,从而支持肿瘤的生长。免疫抑制B细胞的一个亚群,Bregs,参与了免疫耐受。