《自然·癌症》：在肺部沉睡多年的乳腺癌细胞为何会突然苏醒？科学家发现衰老相关的微环境是关键

肿瘤转移是乳腺癌致死的最常见原因，在初次诊断后的10-32年期间，晚期乳腺癌复发率为15.53%，在第32年时累积复发率为16.6%[1]。

雌激素受体（ER）阳性的乳腺癌占总病例数的70%左右，这种病理分型的乳腺癌可谓十分狡猾，虽然治疗初期预后较好，但是在治疗数十年后，仍然有较大的转移复发风险[2, 3]。

这是因为有少数休眠的播散肿瘤细胞（DTCs）持续存在，它们最初悄无声息地潜伏在原发灶以外的部位，一旦被重新激活，便进入增殖状态，最终形成转移灶。所以，探究微环境如何调控DTCs的生存和激活，对于防治乳腺癌的远期复发具有重要意义。

近日，由英国癌症研究院Clare Isacke领衔的研究团队，在著名期刊《自然·癌症》上发表论文，阐述了年龄相关的微环境变化调控ER阳性乳腺癌转移性复发的机制[4]。

他们发现，在年轻小鼠体内，DTCs低表达血小板源生长因子C（PDGF-C），有利于肿瘤细胞在原发灶以外部位存活，但不足以形成临床可见的转移灶；而在老年小鼠或纤维化的肺中，环境中高水平的PDGF-C可促进DTCs增殖，并上调肿瘤细胞的Pdgfc水平，从而促进疾病进展。

本研究揭示了微环境中PDGF-C调节肿瘤进展的新机制，并且为预防ER阳性乳腺癌的转移性复发，提供了可能的治疗靶点。

论文截图

研究肿瘤远期复发的调控机制，并不是一件容易的事。

要想用动物模型研究肿瘤复发，意味着不仅要在动物体内实现DTCs长期存活、不被免疫系统清除，还要短时间内不能成瘤、没有临床表现，等于是放个定时炸弹，还要求它不能立马爆炸，这实在是种很难达成的微妙平衡。

Isacke团队利用ER阳性乳腺癌的同系小鼠模型，将小鼠来源的肿瘤细胞移植到遗传背景一致、免疫功能健全的小鼠体内，成功实现了肺部定植，却又不形成大转移灶。

Isacke和他的同事注意到，在体外培养条件下，ER阳性的小鼠乳腺癌细胞系增殖不活跃，用ER阴性的乳腺癌细胞或正常肺成纤维细胞上清处理后，才能重新开始增殖；原位移植模型也不像ER阴性的细胞能形成明显的转移灶，在肺部和其他器官仅有单个DTCs，或形成小于10个细胞的细胞团。

ER阳性乳腺癌原位移植模型，肺部未见宏观转移

考虑到ER阳性乳腺癌长期潜伏的特点，研究人员推测，既然肿瘤可能在几十年后才有转移性复发，会不会是衰老在其中起作用？

他们将年轻和年老小鼠模型进行了比较。在年轻小鼠体内，肺部的DTCs呈单个细胞或小细胞团形式，且只有极少数处于增殖状态；而在老年或纤维化的肺中，DTCs形成转移灶的能力更强。

年轻（左）与年老（右）小鼠的肺部转移情况

接下来，研究人员对年轻和年老小鼠的肺组织进行了RNA-seq分析，发现成纤维细胞激活以及纤维化相关的基因存在差异表达。于是他们又进一步探究了肺纤维化在ER阳性乳腺癌转移性复发中的作用。

果不其然，在肺纤维化的小鼠模型中，ER阳性乳腺癌细胞形成转移灶的能力显著增强。结合先前肺成纤维细胞培养上清可刺激ER阳性乳腺癌增殖的结果，研究人员推测老年小鼠体内某些促纤维化因子加速了转移灶的形成。

经分析，Isacke团队发现促纤维化的生长因子——PDGF家族的多个基因在年老和年轻小鼠肺部的表达模式并不一致。具体来说，在老年小鼠中，经典的Pdgfa和Pdgfb低表达，而Pdgfc和Pdgfd表达较高；在肺纤维化的模型中，则只有PDGF-C蛋白表达显著升高。要知道，在不同年龄的人类肺组织中，PDGF-C也呈现出类似的表达模式。

年轻（左）与老年（右）小鼠PDGF家族基因表达水平

除了在肺部具有年龄相关的表达差异之外，Pdgfc在肿瘤细胞中的表达水平也不是一成不变的。虽然体外培养的ER阳性乳腺癌细胞系Pdgfc表达水平很低，但从体内直接分离出的ER阳性乳腺癌细胞却高表达Pdgfc。并且，在老年小鼠肿瘤模型的肺部转移灶中，Pdgfc表达水平也比年轻小鼠肺部的DTCs更高。

无论是从微环境还是从肿瘤自身来看，PDGF-C都可能与ER阳性乳腺癌转移性复发脱不了干系！

那么PGDF-C究竟对肿瘤和微环境分别有什么影响呢？原来，肿瘤细胞自身的Pdgfc表达主要促进DTCs在肺部形成更多散在的小细胞团，对原发灶和转移部位的肿瘤体积影响不大。换言之，只能让肿瘤散若满天“星”，却聚不成一团“火”。光想靠肿瘤自身实现复发，也没那么容易。

其实，动物体内表达PDGF-C受体的主力是成纤维细胞，它们才是复发过程中PDGF-C的主要目标。研究人员发现，PDGF-C可以促进成纤维细胞增殖与迁移，并且有助于成纤维细胞激活、向病灶处聚集。当肺组织向着纤维化的方向发展，DTCs增殖和肿瘤复发不过就是顺水推舟的事了。

到这里，PDGF-C“助纣为虐”的角色基本确定了，但同时它也可能成为有效阻断转移性复发的靶点。Isacke团队发现，PDGF受体抑制剂伊马替尼可抑制肿瘤相关成纤维细胞（CAF）的活性，并且使转移灶的体积与数量均减少。

伊马替尼可缩小转移病灶

肿瘤复发对于患者及其家庭而言，无疑是一记沉重的打击。本研究不仅提出了ER阳性乳腺癌转移性复发的新机制，也进一步确认了年龄带来的复发风险。未来，靶向PDGF-C的药物若能成功应用于临床，或许将有助于减缓ER阳性乳腺癌的肺部进展，造福更多患者。

参考文献：

[1] Pedersen RN, Esen BÖ, Mellemkjær L, et al. The Incidence of Breast Cancer Recurrence 10-32 Years After Primary Diagnosis. J Natl Cancer Inst. 2022;114(3):391-399. doi:10.1093/jnci/djab202

[2] Ribelles N, Perez-Villa L, Jerez JM, et al. Pattern of recurrence of early breast cancer is different according to intrinsic subtype and proliferation index. Breast Cancer Res. 2013;15(5):R98. doi:10.1186/bcr3559

[3] Pan H, Gray R, Braybrooke J, et al. 20-Year Risks of Breast-Cancer Recurrence after Stopping Endocrine Therapy at 5 Years. N Engl J Med. 2017;377(19):1836-1846. doi:10.1056/NEJMoa1701830

[4] Turrell FK, Orha R, Guppy NJ, et al. Age-associated microenvironmental changes highlight the role of PDGF-C in ER+ breast cancer metastatic relapse. Nat Cancer. 2023;10.1038/s43018-023-00525-y. doi:10.1038/s43018-023-00525-y