
本期配图来自于2025年5月8日发表于Cancer Cell(IF=44.5)上的文章《Understanding and reversing mammary tumor-driven reprogramming of myelopoiesis to reduce metastatic spread》[1]。

图1:乳腺肿瘤通过IL-1β信号重编程骨髓造血并促进肿瘤转移机制[1]
本图揭示了乳腺肿瘤通过IL-1β信号重编程骨髓造血,诱导免疫抑制性中性粒细胞生成,进而促进肿瘤远处转移;以及阻断IL-1β信号逆转造血异常、抑制转移的完整机制。
乳腺肿瘤通过IL-1β信号作用于骨髓,重编程造血干细胞分化过程(上调Cebpa、下调GATA1),诱导大量免疫抑制性中性粒细胞生成;该类中性粒细胞高分泌ROS、NO,抑制抗肿瘤免疫,可驱动肿瘤肺转移发生。而在阻断IL-1β信号后,骨髓造血恢复正常平衡,中性粒细胞免疫抑制表型逆转,ROS、NO分泌下降,最终显著抑制肿瘤肺转移。
Mammary tumors(乳腺肿瘤):发生于乳腺组织的恶性肿瘤,是驱动骨髓造血重编程、诱导免疫抑制与转移的源头。
IL-1β signaling(IL-1β 信号通路):由肿瘤分泌的关键促炎信号,是连接乳腺肿瘤与骨髓造血异常、免疫抑制的核心枢纽,可重编程造血干细胞的分化命运。
Immunosuppressive programming(免疫抑制性重编程):肿瘤通过IL-1β信号,诱导骨髓造血干细胞向免疫抑制表型分化,使生成的中性粒细胞具备抑制抗肿瘤免疫的能力。
Cebpa(CCAAT 增强子结合蛋白 α):调控造血干细胞向髓系/中性粒细胞分化的关键转录因子,在肿瘤驱动下表达上调,是髓系偏向造血的核心分子标志。
GATA 1(GATA 结合蛋白 1):调控造血干细胞向红系/淋系分化的关键转录因子,在肿瘤驱动下表达下调,导致正常造血谱系生成受抑。
ROS(活性氧):氧化应激的核心分子,免疫抑制性中性粒细胞高分泌ROS,是其发挥免疫抑制、促进转移的关键效应分子。
NO(
Metastatic spread(转移扩散):乳腺肿瘤细胞脱离原发灶,经循环系统迁移至肺等远处器官,定植并形成新转移灶的过程,是肿瘤重编程的最终病理结果。
inhibition(抑制):指通过药物等手段阻断 IL-1β 信号,是逆转肿瘤诱导的造血重编程、抑制转移的核心干预手段。
Normalized output(正常化输出):阻断 IL-1β 后,骨髓造血恢复平衡,各谱系细胞(淋巴细胞、单核细胞、红细胞等)生成比例恢复,中性粒细胞免疫抑制表型被纠正。
Reduced metastasis(转移减少):IL-1β 阻断、造血与免疫功能正常化后,肿瘤远处转移(如肺转移)的发生显著减少,是干预后的核心治疗效果。
Immunosuppressive gene signature expression(免疫抑制基因特征表达):反映细胞免疫抑制能力的基因表达谱,图中橙红色渐变代表表达水平,越红表示免疫抑制性越强。
Hematopoietic stem cells(造血干细胞):骨髓中所有血细胞的始祖细胞,是肿瘤重编程的源头靶细胞,其分化平衡直接决定机体免疫与造血系统的效能。
Neutrophils(中性粒细胞):骨髓髓系分化产生的白细胞被肿瘤重编程后,可成为具有强免疫抑制能力、促进肿瘤转移的关键效应细胞。
Lymphocytes(淋巴细胞):机体适应性免疫的核心细胞,肿瘤重编程时生成受抑,阻断 IL-1β 后生成恢复,是抗肿瘤免疫重建的关键。
Monocytes(单核细胞):骨髓髓系造血的重要谱系,可分化为巨噬细胞等,肿瘤重编程时比例失衡,干预后恢复正常造血输出。
Erythrocytes(红细胞):负责氧气运输的血细胞,肿瘤驱动的髓系偏向造血会抑制其生成,干预后造血平衡恢复,红细胞生成正常化。
Megakaryocytes(巨核细胞):骨髓中产生血小板的前体细胞,是正常造血谱系的重要组成部分,肿瘤重编程时生成受影响,干预后恢复正常。
背景补充
乳腺肿瘤在进展过程中,会系统性重塑机体的造血与免疫微环境,其中骨髓造血重编程是驱动肿瘤免疫逃逸与转移的关键环节。既往研究发现,肿瘤可诱导骨髓生成大量免疫抑制性髓系细胞,但肿瘤如何从造血干细胞阶段重编程造血命运、核心调控信号是什么、能否通过干预逆转该过程,是本研究的核心科学问题。
参考文献
[1]Garner, H., et al. (2025). "Understanding and reversing mammary tumor-driven reprogramming of myelopoiesis to reduce metastatic spread." Cancer Cell 43(7): 1279–1295.e1279.

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