肿瘤干细胞微环境中的成纤维细胞活化机制

肿瘤干细胞微环境中的成纤维细胞活化机制演讲人2026-01-13CONTENTS肿瘤干细胞微环境的构成与生物学意义成纤维细胞的生理功能与病理活化表型成纤维细胞活化的分子调控网络活化成纤维细胞对肿瘤干细胞的调控作用靶向成纤维细胞活化的肿瘤治疗策略与展望目录肿瘤干细胞微环境中的成纤维细胞活化机制引言在肿瘤研究的漫长历程中，我们曾一度将目光聚焦于肿瘤细胞本身的遗传突变与表型异常，却忽略了其赖以生存的“土壤”——肿瘤微环境（TumorMicroenvironment,TME）的复杂调控作用。随着单细胞测序、空间转录组等技术的突破，TME作为肿瘤进展的“隐形指挥官”逐渐被揭示，而其中的成纤维细胞（Fibroblasts）更是从“旁观者”转变为“关键驱动者”。尤其当视角聚焦于肿瘤干细胞（CancerStemCells,CSCs）——这一类具有自我更新、分化潜能及治疗抵抗特性的“肿瘤种子细胞”时，成纤维细胞的活化状态及其与CSCs的互作网络，成为决定肿瘤进展、转移及复发的核心环节。作为一名长期从事肿瘤微环境机制研究的科研人员，我在实验中反复观察到：当癌组织中的成纤维细胞被“唤醒”为癌相关成纤维细胞（Cancer-AssociatedFibroblasts,CAFs）后，它们不仅重塑细胞外基质（ECM），更通过旁分泌信号直接“滋养”CSCs，使其干性增强、侵袭能力提升。这种CAF-CSCs的“共舞”，如同一场精心编排的“恶性循环”，推动着肿瘤从局部病灶演进为全身性疾病。那么，成纤维细胞究竟如何在肿瘤微环境中被活化？其活化后的分子网络如何调控CSCs的生物学行为？又该如何打破这一环路以实现治疗突破？本文将围绕这些核心问题，系统梳理肿瘤干细胞微环境中成纤维细胞活化的机制，以期为肿瘤治疗提供新的理论视角与策略靶点。01肿瘤干细胞微环境的构成与生物学意义ONE1肿瘤干细胞的定义与核心特性肿瘤干细胞（CSCs）的概念最早于1997年Bonnet和Dick在急性髓系白血病中提出，后续在乳腺癌、脑瘤、结直肠癌等多种实体瘤中均被证实。CSCs被定义为肿瘤中一小群具有自我更新（Self-renewal）、多向分化（Multi-lineagedifferentiation）及肿瘤起始（Tumor-initiating）能力的细胞，是肿瘤发生、发展、转移及复发的“根源”。其表面标志物具有组织特异性，如乳腺癌中的CD44+/CD24-/low、ALDH1+，结直肠癌中的CD133+、Lgr5+等。与普通肿瘤细胞相比，CSCs表现出极强的治疗抵抗性：一方面，其高表达ABC转运蛋白（如ABCG2）可将化疗药物泵出细胞；另一方面，通过激活DNA损伤修复通路（如ATM/ATR）进入细胞周期静止状态，逃放放疗杀伤。更关键的是，CSCs能通过分化产生异质性肿瘤细胞群，构建复杂的肿瘤生态系统——这提示我们：仅靶向增殖性肿瘤细胞的传统治疗难以根治肿瘤，必须将CSCs及其微环境纳入干预范畴。2肿瘤微环境的组成要素肿瘤微环境并非肿瘤细胞的“独角戏”，而是由多种细胞成分（免疫细胞、间质细胞、血管内皮细胞等）、细胞外基质（ECM）、信号分子及物理因素（缺氧、机械应力等）构成的复杂生态系统。其中，间质细胞约占肿瘤体积的50%-90%，而成纤维细胞则是间质中最丰富的细胞类型。正常成纤维细胞位于组织间隙，负责合成与降解ECM、参与组织修复与伤口愈合。但在肿瘤微环境中，慢性炎症、氧化应激、机械张力及肿瘤细胞分泌的信号因子（如TGF-β、PDGF）会将其“重新编程”为CAFs。CAFs一旦活化，便不再是被动基质，而是主动分泌细胞因子、趋化因子、生长因子及ECM成分，通过“旁分泌”与“接触依赖”双重方式调控肿瘤细胞行为——尤其是CSCs的干性与恶性表型。3成纤维细胞在微环境中的核心地位在肿瘤微环境的“社会网络”中，CAFs如同“社区管理者”，其核心地位体现在三方面：一是ECM重塑的“工程师”：CAFs通过高表达α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、成纤维细胞活化蛋白（FAP）及胶原、纤连蛋白等ECM成分，形成致密的基质屏障，不仅为CSCs提供物理支持，更通过整合素（Integrin）等受体激活CSCs的FAK/Src信号通路，促进其存活与侵袭。二是信号网络的“枢纽节点”：CAFs与肿瘤细胞、免疫细胞、内皮细胞通过TGF-β、SDF-1、IL-6等因子形成复杂的信号串扰，其中CAF-CSCs的互作尤为关键——例如，CAFs分泌的HGF可激活CSCs的c-Met通路，促进其自我更新；而CSCs分泌的Wnt配体又能反过来维持CAFs的活化状态，形成“正反馈环路”。3成纤维细胞在微环境中的核心地位三是免疫微环境的“调节器”：CAFs可通过分泌PGE2、TGF-β等因子抑制T细胞、NK细胞活性，招募调节性T细胞（Tregs）及髓系来源抑制细胞（MDSCs），创造免疫抑制性微环境，为CSCs的免疫逃逸提供“保护伞”。正因如此，深入解析成纤维细胞的活化机制，已成为破解CSCs调控难题的关键突破口。02成纤维细胞的生理功能与病理活化表型ONE1正常组织成纤维细胞的生理角色在正常生理状态下，成纤维细胞是组织稳态的“守护者”。它们分布于器官间质中，处于相对静息状态，仅在组织损伤、修复或纤维化过程中被短暂激活。其核心功能包括：ECM合成与降解平衡：通过分泌Ⅰ、Ⅲ型胶原、弹性蛋白等ECM成分维持组织结构，同时基质金属蛋白酶（MMPs）及其组织抑制剂（TIMPs）的动态平衡确保ECM的适时重塑。细胞间通讯：与上皮细胞、内皮细胞、免疫细胞等通过旁分泌因子（如FGF、HGF）维持细胞增殖、分化的动态平衡，如在肠隐窝中，间质成纤维细胞分泌的Wnt3a是肠干细胞自我更新的关键信号。组织修复：在伤口愈合早期，成纤维细胞被TGF-β等因子激活，迁移至损伤部位，增殖并合成ECM形成肉芽组织；后期则通过凋亡或转为静息状态，避免过度纤维化。2癌相关成纤维细胞的起源与鉴定肿瘤微环境中的CAFs并非单一细胞群，其起源具有高度异质性，主要包括：组织驻留成纤维细胞的活化：正常器官间质中的静息成纤维细胞（如肺泡间隔、胰腺导管周围成纤维细胞）在肿瘤信号刺激下直接转化为CAFs，这是实体瘤中CAFs的主要来源。上皮/内皮-间质转化（EMT/EndMT）：肿瘤细胞或血管内皮细胞在TGF-β等因素诱导下失去极性，表达成纤维细胞标志物（如FAP、α-SMA），获得间质表型后融入CAFs群体。骨髓来源成纤维细胞的募集：肿瘤细胞分泌的趋化因子（如SDF-1/CXCL12）可动员骨髓中的间充质干细胞（MSCs）分化为成纤维细胞，迁移至肿瘤微环境后成为CAFs。2癌相关成纤维细胞的起源与鉴定目前，CAFs的鉴定仍缺乏“金标准”，主要通过多标志物联合检测：免疫组化显示α-SMA、FAP、PDGFRβ、S100A4等阳性；单细胞测序揭示其高表达ECM基因（如COL1A1、COL3A1）、生长因子（如TGFB1、HGF）及肌成纤维细胞特征基因（ACTA2、TAGLN）。值得注意的是，不同肿瘤、甚至同一肿瘤不同区域的CAFs亚型存在显著差异，这种异质性可能是导致治疗响应差异的重要原因。3CAFs的活化标志物与亚群异质性随着单细胞测序技术的发展，CAFs的异质性被逐步解析。根据基因表达谱，CAFs主要可分为以下亚群：myCAFs（肌成纤维细胞样CAFs）：高表达α-SMA、TAGLN、ACTA2，主要分泌ECM成分，负责基质重塑，常见于肿瘤间质致密区域。其活化依赖于TGF-β/Smad信号，通过自分泌维持活化状态。iCAFs（炎性CA纤维细胞）：高表达IL-6、CXCL12、COX-2等炎性因子，主要与免疫微环境调控相关。其活化受NF-κB信号驱动，常与肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）相互作用，共同营造免疫抑制微环境。apCAFs（抗原呈递样CAFs）：低表达ECM基因，但高表达MHC-II、CD74等抗原呈递相关分子，具有潜在的抗原呈递功能，但其在肿瘤免疫中的作用仍存在争议（部分研究认为其可能通过T细胞抑制促进免疫逃逸）。3CAFs的活化标志物与亚群异质性这种亚群异质性提示：CAFs并非均一的“促瘤群体”，不同亚群可能通过不同机制调控CSCs。例如，myCAFs主要通过ECM重塑与物理支持维持CSCs干性，而iCAFs则通过炎性因子（如IL-6/JAK/STAT通路）直接促进CSCs的自我更新。理解这种异质性，将为靶向CAFs的精准治疗提供依据。03成纤维细胞活化的分子调控网络ONE成纤维细胞活化的分子调控网络成纤维细胞的活化是一个多信号、多通路、多层次的动态过程，涉及肿瘤细胞、免疫细胞、ECM及物理微环境的“协同编程”。以下将系统阐述其核心分子机制。3.1TGF-β/Smad信号通路的核心驱动作用TGF-β是迄今为止发现的最强的成纤维细胞活化因子，其在CAF活化中的作用具有“双刃剑”特性：在正常组织中，TGF-β抑制成纤维细胞增殖，促进ECM合成；但在肿瘤微环境中，则通过“促-抑失衡”驱动CAFs形成。1.1TGF-β的来源与激活TGF-β在肿瘤微环境中以latentform（潜伏型）分泌，需经整合素αvβ6/β8、蛋白酶（如MMPs）或活性氧（ROS）等激活为成熟形式。其来源包括：肿瘤细胞自分泌（如乳腺癌、胰腺癌）、CAFs自分泌（正反馈）、以及肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）分泌的TGF-β1。1.2Smad依赖与非依赖性下游效应激活后的TGF-β与Ⅱ型受体（TβRII）结合，磷酸化Ⅰ型受体（TβRI），进而磷酸化R-Smad（Smad2/3），与Smad4形成复合物入核，调控靶基因转录：-ECM合成：激活COL1A1、COL3A1、FN1等基因表达，促进胶原沉积与基质纤维化；-α-SMA表达：通过转录因子SRF（血清反应因子）上调ACTA2（α-SMA基因），驱动myCAFs表型；-免疫抑制：诱导IL-10、TGF-β等分泌，促进Tregs分化，抑制CD8+T细胞活性。1.2Smad依赖与非依赖性下游效应除经典Smad通路外，TGF-β还能激活非Smad通路（如MAPK、PI3K/Akt、Rho-likeGTPases），通过促进EMT、增强细胞迁移等方式参与CAF活化。例如，TGF-β激活的PI3K/Akt通路可抑制GSK-3β活性，稳定β-catenin，与Wnt通路协同促进CSCs干性。1.3TGF-β介导的CAF-CSCs正反馈环路CAFs活化后分泌的TGF-β不仅作用于自身，更通过旁分泌调控CSCs：一方面，TGF-β诱导CSCs发生EMT，上调N-cadherin、Vimentin，增强侵袭能力；另一方面，通过激活CSCs的Smad2/3信号，上调干性因子（如Oct4、Nanog、Sox2），维持其自我更新能力。而CSCs分泌的P物质（SubstanceP）、PDGF等又能进一步激活CAFs，形成“CAF分泌TGF-β→CSCs干性增强→CSCs分泌因子→CAF持续活化”的恶性循环。1.3TGF-β介导的CAF-CSCs正反馈环路2炎症信号与NF-κB通路的协同调控慢性炎症是肿瘤发生发展的“土壤”，而成纤维细胞的活化与炎症信号密不可分。其中，NF-κB通路作为炎症反应的核心调控者，在CAF活化中发挥关键作用。2.1TNF-α、IL-6等炎性因子的作用肿瘤微环境中的巨噬细胞、中性粒细胞及肿瘤细胞本身可分泌大量炎性因子，如TNF-α、IL-1β、IL-6等。这些因子通过结合成纤维细胞表面的相应受体（如TNFR、IL-6R），激活下游信号：-TNF-α：激活NF-κB通路，促进CAFs分泌MMP9、CXCL12等因子，降解ECM促进肿瘤细胞侵袭，同时招募免疫抑制细胞；-IL-6：通过JAK2/STAT3信号诱导CAFs表达SAA1（血清淀粉样蛋白A），进一步激活NF-κB，形成“IL-6→STAT3→SAA1→NF-κB→IL-6”的正反馈环路，维持CAFs的炎性表型。2.2NF-κB对CAF活化的转录调控NF-κB（p65/p50二聚体）被激活后入核，结合靶基因启动子区域，调控CAF相关基因表达：-促炎因子：IL-6、IL-8、COX-2（PTGS2）等，营造免疫抑制微环境；-ECM重塑酶：MMP3、MMP9、TIMP1等，促进ECM降解与重构；-活化标志物：FAP、α-SMA等，维持CAFs的肌成纤维细胞表型。2.3炎症微环境与CAF-CSCs互作iCAFs分泌的炎性因子（如IL-6）可通过JAK2/STAT3通路直接激活CSCs的干性：STAT3入核后上调Bcl-2（抗凋亡）、c-Myc（增殖）及干性因子（如Sox2），同时抑制细胞周期抑制剂p21，促进CSCs的自我更新与治疗抵抗。此外，IL-6还能诱导CSCs分泌外泌体，其携带的miR-21等microRNA可被CAFs摄取，进一步促进CAF活化，形成“跨细胞通讯”的恶性循环。3.3Wnt/β-catenin与Notch信号的交叉对话除TGF-β与炎症信号外，发育相关信号通路（如Wnt、Notch）在成纤维细胞活化与CSCs调控中也扮演重要角色，且与TGF-β、NF-κB等通路存在广泛的交叉对话。3.1Wnt信号在CAF活化与CSC维持中的作用Wnt信号通路通过β-catenin的核转导调控细胞增殖与分化，其在CAF活化中的作用具有“双向性”：-CAF自分泌Wnt：CAFs自身分泌Wnt配体（如Wnt2b、Wnt10b），通过自分泌激活β-catenin信号，维持活化表型。例如，在胰腺癌中，CAFs分泌的Wnt10b通过激活肿瘤细胞的β-catenin通路，促进CSCs的干性；-CSCs分泌Wnt调控CAF：CSCs分泌的Wnt3a、Wnt5a等可激活CAFs的Wnt/β-catenin通路，上调FAP、Collagen等表达，形成“CSCs-Wnt→CAF活化→CAF-Wnt→CSCs干性增强”的环路。值得注意的是，Wnt信号与TGF-β存在协同效应：TGF-β可通过抑制GSK-3β活性稳定β-catenin，而β-caten又能增强Smad3的转录活性，共同促进CAF-CSCs的恶性互作。3.2Notch信号对CAF表型塑形的调控Notch通路通过相邻细胞间的配体-受体相互作用（如Jagged1-Notch1）调控细胞命运决定，在CAF活化中主要发挥“维持表型”的作用：01-CAF中Notch1的激活：肿瘤细胞分泌的Jagged1与CAF表面的Notch1结合，激活下游Hes1、Hey1等转录因子，促进CAFs分泌HGF、EGF等生长因子，支持CSCs的自我更新；02-Notch与TGF-β的串扰：Notch信号可增强TGF-β诱导的α-SMA表达，而TGF-β又能上调Notch配体Jagged1的表达，形成“Notch-TGF-β正反馈”，驱动myCAFs的持续活化。033.3信号通路串扰形成的调控网络在肿瘤微环境中，TGF-β、NF-κB、Wnt、Notch等信号并非独立存在，而是通过“交叉对话”形成复杂的调控网络：例如，TGF-β激活的Smad3可与β-catenin形成复合物，共同结合到CSCs干性因子（如Nanog）的启动子区域；NF-κB可通过诱导Wnt配体表达，增强Wnt信号活性。这种“多通路协同”机制，使得CAF-CSCs互作网络具有高度稳定性，也解释了单一靶点治疗的局限性。3.3信号通路串扰形成的调控网络4表观遗传修饰与代谢重编程近年来，表观遗传调控与代谢重编程成为成纤维细胞活化研究的新热点，其通过改变基因表达模式与细胞代谢状态，为CAF-CSCs互作提供“表观-代谢”基础。4.1DNA甲基化、组蛋白修饰对CAF基因表达的调控-DNA甲基化：CAFs中，ECM基因（如COL1A1）启动子区的低甲基化促进其高表达，而抑癌基因（如CDKN2A）的高甲基化则导致其沉默。例如，在肝癌CAFs中，DNMT1（DNA甲基转移酶1）的高表达通过甲基化沉默miR-200家族，间接激活ZEB1/2，促进EMT与CSCs干性；-组蛋白修饰：组蛋白乙酰化酶（HDACs）与组蛋白乙酰转移酶（HATs）的失衡调控CAF活化。如HDAC4在CAFs中高表达，通过去乙酰化抑制p53活性，促进CAF增殖与存活；而HATp300则通过乙酰化Smad3增强TGF-β信号的转录活性。4.2糖酵解、氧化磷酸化等代谢模式的改变正常成纤维细胞以氧化磷酸化（OXPHOS）为主要供能方式，但CAFs表现出显著的“代谢重编程”，倾向于糖酵解解途径（即使在高氧条件下，即“瓦博格效应”的间质版本）：01-谷氨酰胺代谢：CAFs通过高表达GLS1（谷氨酰胺酶1）分解谷氨酰胺，生成α-酮戊二酸（α-KG）进入TCA循环，同时提供氮源用于合成ECM成分（如脯氨酸），支持CSCs的生长与转移；03-糖酵解增强：CAFs高表达HK2（己糖激酶2）、PKM2（丙酮酸激酶M2）等糖酵解关键酶，将葡萄糖代谢产物丙酮酸转化为乳酸，分泌至胞外后不仅酸化微环境（促进肿瘤细胞侵袭），还能被CSCs摄取作为能量底物；024.2糖酵解、氧化磷酸化等代谢模式的改变-线粒体功能重塑：CAFs中线粒体质量下降（通过自噬清除），OXPHOS功能减弱，但ROS产生增加，而ROS又可通过激活NF-κB、HIF-1α等通路进一步促进CAF活化，形成“ROS-CAF活化-ROS增加”的循环。4.3代谢产物对CSCs干性的影响CAFs分泌的代谢产物（如乳酸、酮体、丙酮酸）不仅是CSCs的“能量燃料”，更是其干性的“调控因子”：-乳酸：通过单羧酸转运体MCT1被CSCs摄取，抑制脯氨酸羟化酶（PHDs），稳定HIF-1α，进而上调干性因子（如Oct4、Nanog）；-酮体：β-羟基丁酸（β-OHB）通过抑制组蛋白去乙酰化酶（HDACs），激活CSCs中干性基因的表达；-色氨酸代谢产物：CAFs高表达IDO1（吲哚胺2,3-双加氧酶1），将色氨酸代谢为犬尿氨酸，通过芳烃受体（AhR）激活CSCs的STAT3信号，促进其自我更新。321404活化成纤维细胞对肿瘤干细胞的调控作用ONE活化成纤维细胞对肿瘤干细胞的调控作用成纤维细胞一旦活化，便通过多种机制调控CSCs的干性、侵袭、转移及治疗抵抗，这种调控不仅限于“旁分泌支持”，更涉及“微环境重塑”与“免疫逃逸”等多维度协同。1促进肿瘤干细胞的自我更新与干性维持CSCs的自我更新能力是其作为“肿瘤种子”的核心，而CAFs通过分泌因子、ECM接触及代谢支持，为这一能力提供了“全方位保障”。1促进肿瘤干细胞的自我更新与干性维持1.1分泌因子（HGF、FGF等）的旁分泌作用CAFs分泌的多种生长因子直接激活CSCs的自我更新通路：-HGF/c-Met：HGF与CSCs表面的c-Met受体结合，激活PI3K/Akt与MAPK/ERK通路，抑制促凋亡蛋白Bad，同时上调干性转录因子Sox2，促进乳腺癌、肝癌CSCs的球形成能力；-FGF2/FGFR：CAFs分泌的成纤维细胞生长因子2（FGF2）通过与CSCs的FGFR1结合，激活STAT3信号，上调Nanog表达，维持结直肠癌CSCs的干性；-EGF/EGFR：CAFs分泌的EGF通过激活CSCs的EGFR/MAPK通路，促进其增殖与自我更新，这一机制在胶质母细胞瘤中尤为显著（GBM干细胞依赖CAF-EGFR信号存活）。1促进肿瘤干细胞的自我更新与干性维持1.2细胞外基质重塑对干细胞niche的影响CSCs的干性依赖于“干细胞niche”（即特殊的微环境），而CAFs通过ECM重塑为CSCs构建“类niche”结构：-胶原纤维沉积：CAFs分泌的Ⅰ型胶原形成三维网状结构，通过CSCs表面的整合素β1激活FAK/Src通路，促进干性因子Oct4的核转位；-纤连蛋白寡聚体：CAFs将可溶性纤连蛋白组装为寡聚体，通过整合inα5β1激活Akt信号，抑制GSK-3β，稳定β-catenin，维持肠CSCs的干性；-透明质酸（HA）积累：CAFs高表达HAS2（透明质酸合酶2），合成大量HA，其降解片段（如HAoligosaccharides）通过CD44激活CSCs的NF-κB信号，促进其自我更新与侵袭。1促进肿瘤干细胞的自我更新与干性维持1.3直接接触依赖的信号传递除旁分泌外，CAF-CSCs的直接接触也是调控干性的重要方式：-缝隙连接：CAF与CSCs通过连接蛋白Cx43形成缝隙连接，传递小分子（如cAMP、IP3），调节CSCs的钙信号与代谢状态，维持其干性；-膜受体相互作用：CAF表面的EphrinA1与CSCs的EphA2结合，激活RhoA/ROCK通路，促进CSCs的极性与定向迁移，同时增强其干性因子的表达。2诱导肿瘤干细胞的侵袭转移与上皮间质转化侵袭与转移是肿瘤致死的主要原因，而CSCs是转移的“先驱细胞”。CAFs通过诱导EMT、降解ECM及引导“伴随转移”，为CSCs的转移铺平道路。2诱导肿瘤干细胞的侵袭转移与上皮间质转化2.1EMT转录因子的激活EMT是上皮细胞失去极性、获得间质表型的过程，是CSCs侵袭与转移的关键步骤。CAFs通过多种途径诱导CSCs发生EMT：-TGF-β/Smad通路：CAFs分泌的TGF-β激活CSCs的Smad2/3，上调Snail、Slug、Twist等EMT-TFs，抑制E-cadherin表达，促进N-cadherin、Vimentin等间质标志物表达；-NF-κB/ZEB1环路：CAFs分泌的IL-6激活CSCs的NF-κB，上调ZEB1，ZEB1又通过抑制miR-200家族表达，增强NF-κB活性，形成“NF-κB-ZEB1-miR-200”的正反馈，稳定EMT表型；-Wnt/β-catenin通路：CAFs分泌的Wnt3a激活CSCs的β-catenin，上调Twist1，促进其向间质转化，增强侵袭能力。2诱导肿瘤干细胞的侵袭转移与上皮间质转化2.2细胞外基质降解酶的分泌CAFs通过分泌ECM降解酶，破坏基底膜与间质屏障，为CSCs的侵袭提供“通路”：-MMPs：CAFs高表达MMP2、MMP9、MMP13等，降解Ⅳ型胶原（基底膜主要成分）和层粘连蛋白，使CSCs能够突破基底膜侵入血管或淋巴管；-LOX家族：赖氨酰氧化酶（LOX）及其家族成员（LOXL2、LOXL4）通过催化ECM中胶原与弹性蛋白的交联，增加基质硬度，激活CSCs的YAP/TAZ信号，促进其增殖与侵袭；-hepsansulfateproteoglycans(HSPGs)：CAFs通过修饰ECM中的HSPGs，释放结合的生长因子（如FGF2、HGF），进一步激活CSCs的侵袭信号。2诱导肿瘤干细胞的侵袭转移与上皮间质转化2.3CAFs引导的“伴随转移”现象近年研究发现，CAFs并非被动“旁观者”，而是主动参与转移的“先遣队”：在原发瘤中，CAFs通过分泌趋化因子（如TGF-β、SDF-1）向周围组织浸润，形成“CAF轨道”；当CSCs进入循环后，循环CAFs（cCAFs）或转移灶驻留CAFs通过分泌HGF、EGF等因子，为CSCs定植于远端器官（如肺、肝、脑）提供“微环境预适应”，形成转移前微环境（Pre-metastaticNiche）。例如，在乳腺癌肺转移中，CAFs通过分泌骨桥蛋白（OPN）激活肺泡巨噬细胞的TGF-β信号，诱导成纤维细胞向CAFs转化，为CSCs定植创造免疫抑制性微环境。3增强肿瘤干细胞的治疗抵抗特性治疗抵抗是肿瘤复发的主要根源，而CSCs的固有耐药性及CAFs介导的微环境保护，共同构成了“双重抵抗屏障”。3增强肿瘤干细胞的治疗抵抗特性3.1药物外排泵的上调与代谢解毒CAFs通过旁分泌信号增强CSCs的药物外排与代谢解毒能力：-ABC转运蛋白：CAFs分泌的HGF通过c-Met/Akt通路上调CSCs中ABCG2、ABCB1的表达，将化疗药物（如阿霉素、紫杉醇）泵出细胞，降低胞内药物浓度；-谷胱甘肽（GSH）系统：CAFs提供的半胱氨酸（GSH合成前体）促进CSCs中GSH合成，增强其对活性氧（ROS）的清除能力，减轻化疗/放疗诱导的氧化应激损伤；-醛酮还原酶（AKR1C3）：CAFs诱导CSCs高表达AKR1C3，将化疗药物（如环磷酰胺）代谢为无活性产物，降低其细胞毒性。3增强肿瘤干细胞的治疗抵抗特性3.2DNA损伤修复能力的增强放疗与部分化疗（如铂类药物）通过诱导DNA双链损伤（DSB）杀伤肿瘤细胞，而CAFs可通过旁分泌信号增强CSCs的DNA修复能力：-IL-6/STAT3通路：CAFs分泌的IL-6激活CSCs的STAT3，上调DNA修复基因（如ERCC1、XRCC1），增强其对顺铂的抵抗；-TGF-β/ATM通路：CAFs分泌的TGF-β激活CSCs的ATM激酶，促进DNA损伤修复蛋白（如BRCA1、RAD51）的募集，加速DSB修复；-外泌体miRNA：CAFs来源的外泌体携带miR-21、miR-155等，通过抑制PTEN（PI3K/Akt通路负调控因子）或PDCD4（凋亡促进因子），增强CSCs的DNA修复与抗凋亡能力。23413增强肿瘤干细胞的治疗抵抗特性3.3休眠状态与免疫逃逸的协同1部分CSCs可进入“细胞周期静止”状态（G0期），逃避化疗与靶向药物的杀伤，而CAFs通过构建“免疫抑制微环境”为其提供“休眠保护”：2-免疫检查点分子：CAFs高表达PD-L1，通过与CSCs表面的PD-1结合，抑制CD8+T细胞的杀伤活性；同时诱导CSCs上调PD-L1，形成“CAF-CSCs免疫逃逸环路”；3-Tregs与MDSCs募集：CAFs分泌的CCL28、CXCL12招募Tregs与MDSCs，通过分泌IL-10、TGF-β抑制免疫应答，为休眠CSCs提供“免疫豁免”；4-缺氧微环境：CAFs促进ECM沉积与血管异常，导致肿瘤内部缺氧，激活CSCs的HIF-1α信号，上调干性与耐药基因（如ALDH1、MCT4），同时促进血管生成因子的分泌，支持休眠CSCs的长期存活。05靶向成纤维细胞活化的肿瘤治疗策略与展望ONE靶向成纤维细胞活化的肿瘤治疗策略与展望基于CAF-CSCs互作网络在肿瘤进展中的核心作用，靶向CAF活化已成为肿瘤治疗的新策略。然而，CAFs的异质性、信号通路的冗余性及微环境的复杂性，给靶向治疗带来了挑战。以下将从单一靶点干预、联合治疗优化及临床转化难点三方面展开讨论。1单一靶点干预的挑战与进展1.1TGF-β通路抑制剂的临床前探索TGF-β作为CAF活化的“核心驱动者”，其抑制剂（如中和抗体、小分子激酶抑制剂）在临床前模型中显示出抗肿瘤活性：-抗TGF-β中和抗体（Fresolimumab）：在乳腺癌移植瘤模型中，可抑制CAF活化，减少ECM沉积，同时降低CSCs比例，增强化疗敏感性；-TβRI抑制剂（Galunisertib）：在胰腺癌模型中，通过阻断TGF-β/Smad信号，抑制myCAFs形成，逆转CSCs的EMT表型，延长小鼠生存期。然而，TGF-β具有“双刃剑”特性：在早期抑制肿瘤免疫，晚期促进肿瘤转移，因此其抑制剂的临床疗效存在争议——部分Ⅰ/Ⅱ期试验显示联合化疗可改善患者预后，但单药疗效有限，且可能出现心脏毒性、皮疹等不良反应。1单一靶点干预的挑战与进展1.2CAFs特异性表面标志物的靶向治疗CAFs高表达的FAP、α-SMA、PDGFRβ等标志物，为靶向治疗提供了“特异性靶点”：-抗FAP抗体偶联药物（ADC）：如FAP-ADC（BNC105-SN-38），通过抗体介导的内吞作用将化疗药物（SN-38）特异性递送至CAFs，在临床前模型中可显著减少CAF数量，抑制肿瘤生长；-PDGFRβ抑制剂（Imatinib）：在胃肠间质瘤模型中，通过阻断PDGF/PDGFRβ信号，抑制CAF活化与ECM重塑，增强靶向药（如伊马替尼）的疗效；-CAR-T细胞靶向CAFs：构建靶向FAP或α-SMA的CAR-T细胞，在临床前模型中可特异性清除CAFs，重塑免疫微环境，促进CD8+T细胞浸润，抑制CSCs生长。1单一靶点干预的挑战与进展1.2CAFs特异性表面标志物的靶向治疗然而，CAFs的异质性导致单一标志物无法覆盖所有CAF亚群，且靶向FAP的CAR-T细胞可能靶向正常组织中的成纤维细胞（如胰腺、肺），引发纤维化等不良反应。1单一靶点干预的挑战与进展1.3代谢重编程的干预策略针对CAF代谢重编程的干预，可切断其对CSCs的代谢支持：-糖酵解抑制剂：如2-DG（2-脱氧葡萄糖）或Lonidamine，通过抑制HK2或己糖激酶，阻断CAF的糖酵解，减少乳酸分泌，逆转CSCs的干性表型；-谷氨酰胺酶抑制剂：如CB-839（Telaglenastat），抑制GLS1活性，阻断CAF的谷氨酰胺代谢，减少α-KG生成，抑制CSCs的TCA循环与能量代谢，增强化疗敏感性；-脂肪酸合成酶抑制剂：如Orlistat，通过抑制FASN活性，阻断CAF的脂肪酸合成，减少脂滴形成，影响CSCs的膜磷脂合成与信号转导。代谢干预的优势在于“广谱性”（可同时作用于CAF与CSCs），但代谢通路的代偿性激活（如糖酵解受抑后OXPHOS增强）可能导致治疗抵抗，需联合其他靶点。2联合治疗模式的优化单一靶点干预难以打破CAF-CSCs的恶性循环，联合治疗成为必然趋势。以下是目前探索较多的联合策略：2联合治疗模式的优化2.1CAFs抑制剂与化疗/放疗的协同CAF抑制剂可“normalize”而非“彻底清除”CAFs，改善药物递送与放疗敏感性：01-TGF-β抑制剂+化疗：在非小细胞肺癌模型中，Galunisertib联合顺铂可抑制CAF活化，减少ECM纤维化，促进化疗药物渗透，同时逆转CSCs的耐药表型；02-FAP-ADC+放疗：FAP-ADC通过清除CAFs，改善肿瘤缺氧微环境，增强放疗诱导的DNA损伤，同时抑制放疗后CSCs的增殖与自我更新；03-CAFs代谢抑制剂+化疗：CB-839联合吉西他滨，在胰腺癌模型中通过阻断CAF的谷氨酰胺代谢，减少CSCs的能量供应，增强化疗敏感性。042联合治疗模式的优化2.2免疫检查点抑制剂联合CAF重塑CAFs介导的免疫抑制是免疫治疗耐药的主要原因，联合CAF重塑可逆转“冷肿瘤”为“热肿瘤”：-抗PD-1/PD-L1+TGF-β抑制剂：在结直肠癌模型中，TGF-β抑制剂可减少CAFs分泌的IL-6、TGF-β，降低Tregs比例，增强CD8+T细胞浸润，抗PD-1的疗效显著提升；-抗CTLA-4+FAP-CAR-T：FAP-CAR-T清除CAFs后，减少PD-L1表达与免疫抑制因子分泌，促进CTLA-4抗体的T细胞激活，增强抗肿瘤免疫；-IDO1抑制剂+CAF靶向治疗：CAF来源的IDO1通过消耗色氨酸、产生犬尿氨酸抑制T细胞活性，联合IDO1抑制剂（如Epacadostat）可重塑免疫微环境，增强CS