编译申雪芳；审校缪长虹
肿瘤微环境（TME）包含肿瘤周围的所有的结构，如血管、浸润免疫组分、成纤维细胞和细胞外基质等。肿瘤进展、治疗抵抗、侵袭和转移是肿瘤细胞与TME相互作用的结果，Notch信号通路的是在肿瘤细胞和肿瘤微环境中发挥调节作用的重要通路之一，参与肿瘤血管生成、干细胞特性维持、免疫渗透或治疗耐受的调节，肿瘤微环境中各个组分都高表达Notch配体和受体。年《CancerCell》杂志上发表题为《NotchSignalingintheTumorMicroenvironment》的综述，讨论了Notch信号通路是如何在TME不同组分的功能调节中发挥重要作用，现介绍如下。
引言
Notch信号的配体直接与细胞膜上的受体相互作用，引起Notch受体依次降解，导致信号接收细胞中胞内Notch结构域（NICD）的释放，进而定位于细胞核内，调节转录。NICD与转录因子CBF-1/Su（H）/LAG1（CSL）相互作用，招募转录共刺激因子（Co-A）MAML和其他Co-As来代替转录共阻遏物（Co-Rs）（图1）。细胞表达的配体都是Delta/Serrate/LAG-2（DSL）家族的跨膜蛋白。在哺乳动物中，这个家族包括三种类δ样配体（DLL1、DLL3和DLL4）和两个锯齿样配体（Jag1和Jag2）。Notch信号在不同背景中的多效性是基于改变相邻细胞之间的不断变化的选择能力，通过旁分泌信号，Notch可能根据信号强度激活不同信号通路，导致不同的结局。根据信号接收细胞表面受体的不同，某一特定的配体可能有不同的功能。最近的研究强调了Notch信号异型相互作用在瘤内异质性形成的作用，Notch信号诱导邻近肿瘤细胞分化，以及Notch信号产生的异质性及其在疾病进展和治疗耐受中的作用可能与它诱导疾病不同。因此，必须理解Notch塑造异质性的方式和TME，即使异常激活途径中没有基因突变。
图1.近分泌Notch信号传递
Notch信号介导肿瘤血管形成
肿瘤可诱导血管新生，促进现有的血管生长，从而为肿瘤细胞提供营养。Notch信号是新生血管萌芽的主要的调节因子之一，由内皮细胞的tip细胞和stalk细胞严格调控这该通路的平衡，DLL4/Notch信号调控内皮细胞中tip细胞的出现。Notch信号介导的VEGFR2的抑制维持着stalk细胞表型，避免过度增殖，从而控制血管结构。DLL4和Jag1在调控新生血管萌芽中具有相反的功能，内皮细胞（ECs）中DLL4和Jag1表达的平衡对肿瘤血管结构的形成具有重要的意义。内皮细胞中Jag1过度表达导致肿瘤中血管增加，而ECs中Jag1功能丧失导致血管和肿瘤生长减少。由于tip细胞与肿瘤转移的逃逸过程相关，通过调节tip细胞和stalk细胞比例，Notch信号也能调节肿瘤细胞转移中的逃逸过程。肿瘤诱导的内皮细胞中Notch信号的激活，可导致炎症反应和转移增加。结肠癌中由相邻的血管细胞激活的肿瘤细胞中Notch信号也能够增加跨内皮迁移和远处转移。ECs中Jag1的表达激活局部周细胞前体中的Notch信号，诱导周细胞分化。
Notch介导肿瘤免疫的形成
多种实体肿瘤，如大肠癌、乳腺癌、头颈部癌和黑色素瘤中CD8+T细胞浸润的密度与肿瘤预后有很强的相关性，这种浸润与I型干扰素转录信号有关。这种抗肿瘤的免疫浸润作用受到多种机制调节。
首先，CD8+T细胞是抗肿瘤免疫功能的主要作用因子，只有DLL1与Notch1或Notch2结合，促进颗粒酶B和干扰素-γ，才能激活CD8+T细胞。研究表明，恢复造血环境中的DLL1-Notch通路能够恢复T细胞的功能。应用多价DLL1治疗，能够诱导淋巴T细胞分化并增强抗原特异性细胞*性降低肿瘤生长。这些数据都表明Notch信号对具有抗肿瘤活性的CD8+T细胞的积极作用。
其次，Notch信号在免疫抑制环境的不同组分中的调节也很重要。敲除单核细胞系中CSL能够阻断TAM分化与TAM相关的免疫抑制功能。在共培养中，这些细胞高表达Jag1，巨噬细胞TAM相关标记物增加。其他研究表明Notch信号能够增加M1表型。如巨噬细胞缺乏Notch信号，其抗原呈递活性降低。此外，巨噬细胞通过表达N1ICD激活Notch信号，能够通过废除TAM的功能抑制肿瘤生长。因此巨噬细胞的极化依赖于内在的Notch信号，Notch信号可通过与其他TME中表达Notch配体的细胞相互作用而调节。
最后，肿瘤中其他免疫细胞也受Notch信号的影响。在结肠癌中，肿瘤细胞上皮间质转化（EMT）后，表达CD11b的髓系来源细胞群在肿瘤中狙击。在肿瘤细胞中，它们需要Jag2的表达以诱导Notch信号和EMT。虽然没有研究指出肿瘤环境中Notch信号在Tregs中的作用，但有趣的是，研究认为Notch信号损害Tregs的存在，这可能限制其免疫抑制功能，在毛囊干细胞中Tregs表达Jag1并诱导Notch信号，促进细胞增殖。总体来说，Notch信号通过作用于巨噬细胞和MDSCs以及直接调节CD8+T细胞的细胞*性，调节免疫抑制的环境。
图2.Notch信号通路在肿瘤免疫中的作用机制
Notch信号与成纤维细胞的相互作用与活化
Notch信号对调节TME中成纤维细胞（CAFs）的活化非常重要。在肿瘤中，邻近角质形成细胞与癌前病变的基质细胞中Notch信号减少，这可能是由于Notch经典信号通路缺失与CAFs分化相关。值得注意的是，Notch1是CAFs衰老分泌小体的主要调节器，并且这可能是肿瘤发生过程中调节基质激活的一部分。Notch1的丢失可能影响衰老相关的分泌表型向促炎表型的定向，因此可能参与肿瘤的启动过程。
在结肠癌中，Notch信号介导骨髓基质细胞活化成CAFs，CAFs也可以激活肿瘤细胞中的Notch信号通路。例如，CAFs通过旁分泌IL-6，诱导乳腺癌细胞系中Notch信号活化。肿瘤细胞与间充质细胞之间的Notch介导的相互作用也与化疗耐药有关。在乳腺癌中，CAFs表达Notch配体Jag1，与乳腺癌细胞中Notch3的相互作用并介导耐药。此外，Notch的激活是由基质细胞来源外泌体介导的，该外泌体能够激活肿瘤细胞中STAT-1依赖的抗病*信号。
TME与肿瘤干细胞的信息交流依赖Notch信号通路
Notch信号是许多不同的肿瘤干细胞维持干性的主要决定因素，通过TME中的CAF、细胞外基质、ECs等发挥重要调节作用。体外共培养胶质母细胞瘤细胞和ECs，发现ECs使肿瘤干细胞数量增加。不同的环境中，Jag1在肿瘤干细胞与微环境之间的相互作用中起重要作用。例如，在B细胞淋巴瘤中，血管系统递呈Jag1于肿瘤细胞，通过Notch2诱导Hey2，以增强肿瘤的侵袭性和抗化疗能力。在乳腺癌模型中，成纤维细胞来源的CCL2诱导乳腺癌细胞中的Notch1信号，以维持肿瘤干细胞的干性。Jag1的特殊作用可能是由于其诱导特定转录程序的能力。在头颈肿瘤中，Jag1诱导KFL4表达，进而导致肿瘤干细胞的表型以及抗化疗。此外，最近的研究发现，乳腺癌干细胞表达的DLL1能够激活乳腺中巨噬细胞的Notch信号通路，从而通过巨噬细胞的Wnt配体来增强乳腺的自我更新。因此，Notch信号通路是肿瘤干细胞与其微环境相互作用的重要途径。
TME中Notch与其他信号通路间的相互调节
在B细胞淋巴瘤中，肿瘤细胞分泌的FGF4诱导邻近ECs中Jag1的表达，继而激活淋巴瘤细胞中的Notch2。Jag1也是乳腺癌和结肠癌中Wnt信号通路的靶点。Hippo通路以Jag1依赖的方式诱导肝癌的发生。TME中IL-6/STAT3通路通过不同分区间的相互作用调控Notch信号。进一步研究发现，HCC的肿瘤细胞和CAFs中，结肠癌的间质干细胞和肿瘤细胞中，以及MDSCs和肿瘤细胞中存在IL-6/STAT3/Notch信号间的交流。
TME中的信号交流也可调节Notch受体的表达。例如，在乳腺癌中，基质细胞激活Jag1的表达，通过RIG1/STAT1途径诱导肿瘤干细胞表达Notch3，进而导致对治疗的耐受。TME与Notch之间信号交流的另一重要途径是转化生长因子B（TGF-β）途径。前列腺癌细胞中Jag1表达上调后，前列腺肿瘤间质中TGF-β表达的上调，导致间质再次被激活。Ohnuki等人也观察到肿瘤中骨髓细胞依赖的Notch信号通路的激活，与TGF-β的信号交流导致TGF-β依赖的pSMAD2/3信号的增强。因此，Notch配体和受体通过和TME中其他信号通路信号交流，而进行动态调节
通过抑制TME中Notch信号通路进行肿瘤治疗
Notch信号通路在多种肿瘤中的作用，促进了针对Notch信号通路的抑制剂的研发：γ-分泌酶抑制剂（GSIs）、抗体靶向的配体或受体以及靶向转录激活的化合物。然而，由于TME中Notch受体和配体广泛表达，体内抑制Notch信号通路的疗效仍需谨慎的分析，因为干扰Notch信号/配体相互作用可同时影响肿瘤细胞和微环境的多种组分。
抑制Notch信号通路最具有特征性的作用就是对肿瘤血管生成的影响。正如前面提到过的，DLL4和Jag1在调节血管生成中具有相反的作用。因此，作用于Jag1和作用于DLL4时对肿瘤相关的血管生成具有不同作用。GSI治疗靶向ECs并减少肿瘤血管生成，而抗DLL4治疗则引起大量的非增生性的血管生成。同样，用Notch1类似物干扰Jag/Notch相互作用能够减少血管生成的萌芽和周细胞的覆盖，而干扰DLL4则导致肿瘤血管增生高度萌芽。
图3.靶向TME中Notch信号通路进行肿瘤治疗
总结
以往的研究发现，Notch信号通路参与TME的各个组分作用的调节，其中既包括肿瘤促进作用又包括肿瘤抑制作用。Notch信号在TME中的作用是呈网状互相关联的，仅针对该通路中任何单一靶点进行治疗，都可能存在缺陷。因此，在研究TME中Notch信号在肿瘤恶性进程中的作用，应全面考虑对TME中多种组成成分的总体作用上。此外，Notch抑制剂与免疫检查点抑制剂的联合应用也是一种可能的治疗途径。今后的主要研究任务就是揭开Notch信号复杂调控网络的机制，从而聚焦不同Notch信号异常所导致的特定病理情况，设计出更有针对性的治疗方案。
（编译申雪芳；审校缪长虹）
原始文献：
MeuretteO,MehlenP.NotchSignalingintheTumorMicroenvironment.CancerCell.;34(4):-.
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