王曉孜，李 杰，薛麗英

Notch信號通路是一條高度保守的信號傳導途徑，參與細胞增殖及分化的調(diào)控。Notch通路的異常與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展、侵襲及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，在不同的腫瘤中起促癌或抑癌作用，其效應(yīng)依賴于腫瘤細胞與腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment， TME)間的相互作用，并在調(diào)節(jié)TME各成分的生物學功能中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[1]。本綜述就Notch信號通路與TME各成分間的關(guān)系進行討論。

1 Notch信號通路及功能

Notch信號通路是哺乳動物進化過程中高度保守的信號傳導途徑，參與調(diào)節(jié)細胞分化、增殖及血管生成，在胚胎發(fā)育及組織穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。Notch信號通路的異常與腫瘤的發(fā)生發(fā)展、侵襲及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。

1.1Notch信號通路 Notch信號通路由Notch配體、Notch受體、細胞內(nèi)效應(yīng)分子和Notch的下游靶基因等組成。典型的Notch信號通路是通過Notch受體的胞外區(qū)域和鄰近細胞的Notch配體相結(jié)合而發(fā)揮作用。在哺乳動物中有5種Notch信號通路配體：Jagged1、Jagged2、Delta-like1(DLL1)、Delta-like3及Delta-like4，其對應(yīng)的受體共有4種，即Notch1～4。Notch受體以異二聚體形式存在于細胞膜上，由胞內(nèi)區(qū)(NICD)、Notch跨膜區(qū)及Notch胞外區(qū)組成。Notch受體的胞外區(qū)與配體區(qū)結(jié)合并激活Notch信號通路。細胞內(nèi)效應(yīng)分子在哺乳動物中被稱為RBP-Jκ，是Notch信號通路中起重要作用的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。典型Notch信號通路下游主要靶基因為堿性螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄抑制因子家族Hes/Hey成員。在哺乳動物中，Hes/Hey家族包括Hey1/2/L、Hes1-7、HesL和Dec1/2 13個成員，但只有Hes1/5/7以及Hey1/2/L受Notch信號通路調(diào)控。Notch通路活化后激活下游Hes和Hey基因，影響細胞增殖、分化及血管形成。

1.2Notch信號通路的特點 典型Notch信號通路由鄰近細胞以旁分泌的方式被激活，其信號傳導主要由CBF-1/RBP-Jκ介導，在細胞相互接觸時被誘導，無需蛋白激酶和第二信使參與。典型Notch信號通路的活化經(jīng)過3次裂解：在相鄰細胞釋放的配體作用下，Notch受體在S1裂解點發(fā)生第一次裂解，形成活化的異二聚體；受體配體結(jié)合后在裂解點S2、S3發(fā)生第二、三次裂解，釋放NICD；NICD轉(zhuǎn)入細胞核，與細胞內(nèi)效應(yīng)分子結(jié)合并募集MAML家族蛋白進一步形成轉(zhuǎn)錄復合物，激活下游靶基因。

1.3Notch信號通路的功能 Notch信號通路參與細胞的增殖、凋亡、分化以及上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition， EMT)，在腫瘤發(fā)生發(fā)展及侵襲轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用[2-3]。研究認為，Notch是新生血管的主要調(diào)控因子，內(nèi)皮細胞中Jagged1過表達可導致腫瘤血管增生，而Jagged1失活導致血管生成減少及腫瘤生長速度減慢[4]。Notch信號通路在胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌和胃癌等實體瘤的發(fā)病中起重要作用。在前列腺癌中發(fā)現(xiàn)，Notch1的過表達增強了PC-3細胞的遷移、侵襲及EMT，而其下調(diào)則減緩細胞的遷移和侵襲[5]。Notch信號通路激活可促進人和鼠胃癌細胞的增殖[6-7]。在乳腺癌細胞中，Notch信號通路可促進干細胞的生存和自我更新[8]，配體DLL1發(fā)揮致癌作用[9]。因此，Notch信號通路的激活可能促進癌細胞的增殖，是腫瘤發(fā)生的必要條件。

2 Notch信號通路與TME的關(guān)系

TME主要包括血管、免疫細胞、成纖維細胞和細胞外基質(zhì)等[10]，在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。腫瘤細胞可通過自分泌或旁分泌，改變和維持自身生存和發(fā)展的條件，促進腫瘤的生長；而TME可通過調(diào)節(jié)腫瘤細胞基因表達、表觀遺傳學，以及腫瘤細胞與其周圍環(huán)境相互作用，進而影響腫瘤的生物學行為。TME中的免疫細胞包括髓源性抑制細胞(MDSCs)、調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)和腫瘤相關(guān)巨噬細胞(TAMs)等，被認為是腫瘤發(fā)展主要調(diào)控因子。

2.1Notch信號通路對腫瘤相關(guān)成纖維細胞(CAFs)的調(diào)控 CAFs由成纖維細胞激活后形成，維持腫瘤細胞生存和增殖的最佳微環(huán)境，在促進腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移及血管生成中發(fā)揮重要作用[11-13]。研究發(fā)現(xiàn)，CAFs可分泌白細胞介素-6，激活Notch信號通路，促進肝癌細胞的干細胞樣特性，進而促進肝癌的發(fā)展[14]。而在乳腺癌中，Notch信號通路參與介導雌激素GPER信號在癌細胞和CAFs中的作用[15]。Zhang等[16]研究認為，人乳頭狀甲狀腺癌組織中轉(zhuǎn)化生長因子-β1的表達隨著Notch1和p-Smad3水平升高而升高，與CAFs中α-平滑肌肌動蛋白表達明顯相關(guān)?？梢奛otch和轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)/Smad3通路參與腫瘤細胞與CAFs間的相互作用。而在口腔鱗狀細胞癌和肺癌中，CAFs中Notch3的表達可促進血管生成，參與腫瘤的生長[17]。

2.2Notch信號通路對MDSCs的調(diào)控 MDSCs來源于骨髓祖細胞和未成熟髓細胞，是樹突狀細胞、巨噬細胞和(或)粒細胞的前體，在腫瘤免疫逃逸中起重要作用。腫瘤細胞分泌細胞因子或趨化因子，將MDSCs募集至靶器官，而MDSCs可通過分泌精氨酸酶-1、誘導型一氧化氮合酶、活性氧等抑制CD4+和CD8+ T細胞增殖，并分泌白細胞介素-10和TGF-β促進Treg的募集[18-19]，從而誘導免疫抑制，使腫瘤細胞逃避免疫系統(tǒng)的監(jiān)視，最終促進腫瘤發(fā)展及轉(zhuǎn)移。研究表明，在黑色素瘤中，抑制Notch1可減少MDSCs和Treg的募集，促進CD8+ T細胞的募集[18]。

2.3Notch信號通路對Treg的調(diào)控 Treg是CD4+ T細胞亞群，參與穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)和腫瘤免疫逃逸，具有免疫負調(diào)節(jié)作用，在腫瘤的發(fā)生中發(fā)揮重要作用。FOXP3是Treg的主調(diào)節(jié)因子，在Treg的發(fā)育和生物學功能方面起重要作用[20]。

Notch信號通路可調(diào)節(jié)FOXP3的轉(zhuǎn)錄及Treg的分化。既往研究顯示，Notch通路mRNA表達與腫瘤組織中Treg數(shù)目及其FOXP3 mRNA表達呈反比，Notch的下調(diào)促進Treg的浸潤和三陰性/基底樣乳腺癌表型[21]。但Mao等[22]研究認為，在人頭頸部鱗狀細胞癌(head and neck squamous cell carcinoma， HNSCC)組織中FOXP3的表達與Notch1無明顯相關(guān)，但FOXP3的表達與Notch1下游Hes1的表達呈正相關(guān)。Ikemoto等[23]發(fā)現(xiàn)，胰腺導管內(nèi)乳頭狀粘液癌組織中Jagged1的表達、外周血中Treg的數(shù)量均高于腺瘤，且Treg數(shù)目與Jagged1明顯相關(guān)，表明Notch信號通路與Treg的浸潤及侵襲可能相關(guān)。

2.4Notch信號通路對自然殺傷(NK)細胞的調(diào)控 NK細胞是固有的免疫細胞，可通過細胞毒性作用直接殺傷腫瘤細胞，也可分泌促炎因子和趨化因子調(diào)節(jié)其他免疫細胞的功能和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。Notch信號通路在NK細胞的發(fā)育及生物學功能中起重要作用，參與NK細胞早期發(fā)育階段和晚期成熟階段的調(diào)控。在Notch1細胞內(nèi)效應(yīng)分子RBP-Jκ缺失的小鼠模型中，NK細胞晚期成熟延遲，表型改變[24]。Dongdong等[25]研究表明，在急性髓系白血病(acute myeloid leukemia， AML)中，壬二酸通過激活Notch信號通路促進NK細胞和T細胞增殖以及腫瘤壞死因子-α、γ干擾素的分泌，從而更有效地殺傷AML細胞。在乳腺癌中，Notch3是腫瘤干細胞(CSCs)中PD-L1過表達的調(diào)節(jié)因子，通過mTOR信號通路上調(diào)PD-L1，并維持CSCs特性[26]。

2.5Notch信號通路對TAMs的調(diào)控 巨噬細胞主要來源于骨髓單核細胞，主要包括M1和M2兩種表型，不僅參與免疫應(yīng)答，而且在腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵作用。典型的M1型巨噬細胞分泌白細胞介素-12，促進殺滅腫瘤細胞；而M2型巨噬細胞分泌白細胞介素-10，可促進腫瘤發(fā)生[27]。TAMs作為TME中的主要細胞類型，在腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)移中起著關(guān)鍵作用，與大部分癌癥的不良預(yù)后有關(guān)。

Notch信號通路在TAMs的極化中發(fā)揮重要作用。Notch信號通路激活后，使巨噬細胞表現(xiàn)為M1型[27-28]。有研究表明，Notch信號通路通過DLL4阻止M2型巨噬細胞極化[29]。另有研究表明Notch信號通路可通過其下游信號分子miR-125a、miR-148a-3p的表達促進巨噬細胞向M1型極化[28,30]。Notch信號通路通過其下游信號分子SOCS3調(diào)節(jié)巨噬細胞的極化，Notch信號通路激活可促進巨噬細胞極化為M1型，增加其抗腫瘤活性，從而抑制腫瘤生長[27-28]。NF-κB激活蛋白在膠質(zhì)瘤中通過靶向Notch1調(diào)節(jié)基質(zhì)細胞衍生因子1和巨噬細胞集落刺激因子的分泌來改變TAMs的募集和極化[31]。

而阻滯Notch信號通路可誘導巨噬細胞形成M2型TAMs[27]。在多種腫瘤間質(zhì)中，TAMs主要表現(xiàn)為M2型，與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)[32-34]。有研究表明，結(jié)直腸癌中Notch2通過miR-195-5p下調(diào)促進腫瘤細胞發(fā)生EMT，并分泌白細胞介素-4，進而激活巨噬細胞，使其呈現(xiàn)M2表型，從而促進腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)移[35]。乳腺干細胞產(chǎn)生的DLL1激活鄰近巨噬細胞中的Notch信號通路，增強Wnt配體的表達并作用于乳腺干細胞，促進乳腺干細胞的生長[36]。在非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer， NSCLC)中，由TAMs產(chǎn)生的白細胞介素-10通過JAK1/STAT1/NF-κB/Notch1信號通路促進NSCLC的CSCs樣特性，從而促進NSCLC的發(fā)展[37]。然而，Mao等[22]認為在HNSCC中抑制Notch1通路，能減少TME中MDSCs、TAMs、Treg亞群以及免疫檢查點分子的表達從而抑制HNSCC的發(fā)展。可見，Notch信號通路可調(diào)控TAMs極化，進而影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

3 小結(jié)

Notch信號通路在調(diào)節(jié)腫瘤細胞生長及TME中各免疫細胞功能中發(fā)揮重要作用，針對Notch信號通路進行干預(yù)可能對腫瘤的治療有重要意義，其受體或配體可能成為抗腫瘤治療的靶點。但TME中免疫細胞存在多樣性，并且Notch信號傳導調(diào)控極其復雜，仍需深入研究Notch信號通路在不同TME中所起的作用及其機制。