The Osteosarcoma Microenvironment: A Complex but Targetable Ecosystem
Cells. 2020 Apr; 9(4): 976.
这篇综述对于骨肉瘤的基质细胞和免疫细胞进行了比较全面的归纳。这里只提供一些细碎的知识点供参考。
OS 中发生较多突变的基因：TP53、RB、MDM2、ATRX和DLG2
骨肉瘤的微环境成分：骨肉瘤，在骨微环境中生长，这是一个非常专业、复杂和高度动态的环境，由骨细胞（破骨细胞、成骨细胞、骨细胞）、基质细胞（MSC、成纤维细胞）、血管细胞（内皮细胞和周细胞）、免疫细胞（巨噬细胞、淋巴细胞）和矿化细胞外基质 (ECM)
成骨细胞
RUNX2（也称为 CBFA1）是一种转录因子，它结合一个称为 OSE2 的共有位点，沿着许多基因的近端启动子存在，包括 I 型胶原蛋白 ( COL1A1 )、骨唾液蛋白 ( BSP )、骨钙素 ( OCN ) 和骨桥蛋白 ( OPN )
MSC
MSC 作为OS微环境的传感和调节作用
在 OS 中，在肿瘤发展和转移进展过程中需要肿瘤实质和非肿瘤基质之间的相互作用 。MSC 是其微环境的传感器，因为它们表达多种生长因子和趋化因子信号受体。它们还可以调节微环境，因为它们会分泌 ECM 成分和多种促有丝分裂生长因子、细胞因子、趋化因子和金属蛋白酶 (MMP) 。因此，MSCs 具有自分泌和旁分泌营养特性，因为它们分泌的生长因子刺激 MSCs、成骨细胞和内皮细胞的细胞分裂和分化。此外，MSC 还分泌CCL5、SDF-1 （CXCL12）、IL-6和VEGF，可促进 OS 生长、转移扩散和血管生成。
在之前的一项研究中，将 OS 相关基质细胞（也称为 OS 衍生细胞 (OSDC)）与MNNG-HOS 细胞共同注射在裸鼠中。发现OSDC导致更多的类骨质基质和更高的免疫浸润。OS 激活的 MSC 增加了单核细胞趋化蛋白 (MCP)-1（别名 CCL2）、生长调节癌基因 (GRO)-α（也称为 CXCL1）以及 IL-6 和 -8 的分泌。
MSC 和 MSC 衍生的成骨细胞分泌 ECM 和 MMP 的成分。免疫细胞的浸润与 ECM 可塑性和蛋白水解密切相关。正如 Nicolas-Boluda 等人所证明的那样。使用成像技术，T 细胞可以穿过血管，但仍被困在肿瘤结节周围的基质中 [ Obstacles to T cell migration in the tumor microenvironment.]。因为T 细胞不分泌允许基质裂解的 MMP，所以它们不能在致密和紧密的纤维之间单独前进。因此，诱导蛋白水解可能是在 OS 中实现任何免疫细胞治疗成功的关键。
MSCs 作为 OS 微环境中细胞外囊泡货物的供体和受体
OS 分泌的 EV 促进了MSC MMP1、VEGF-A和细胞间粘附分子 ( ICAM1 ) 基因的表达，这反过来可能不仅刺激骨重塑，还刺激肿瘤血管生成和转移。在 OS 小鼠模型中，OS 分泌的带有 TGF-β 的 EV 通过增加 IL-6 分泌和激活 OS 细胞中的 STAT3 信号通路来诱导 MSCs 的促肿瘤发生和促转移表型 。
MSC 众所周知的免疫抑制作用可以由它们的 EV 介导。MSC 分泌的带有 TGF-β 诱导基因产物-h3（TGFβI/BIGH3）的 EVs 可以改善骨关节炎，但它们可以通过抑制免疫细胞的活性来恶化肿瘤的发展。
血管微环境
骨骼发育过程中的生理性血管生成
血管是骨骼生物学的主要参与者，为高度动态的骨组织提供所有必需的营养和氧气。
最近在小鼠幼年胫骨中发现了一种新的骨特异性毛细血管亚型 -H型。它的特点是CD31（PECAM1、PECAM） high Endomucin (ENDO) high并且定位在干骺端和骨内膜区域的生长板附近。在骨骼生长和建模过程中，这些 H 型细胞具有高增殖能力，负责促进长骨生长所需的骨血管生成。此外，这些 H 型毛细血管为 Osterix +骨祖细胞提供了有利的生态位，因为它们通过缺氧诱导的分泌型 Notch-配体 Noggin 将血管生成与成骨结合。这些内皮细胞群在小鼠中随着年龄的增长而减少，在人类中也有描述，并被提议作为骨质流失的指标。这些骨特异性内皮细胞群的作用仍然需要在骨肿瘤血管生成的背景下阐明。
OS 中的新生血管化
血管化是肿瘤生长和扩散的重要因素，提供氧气和营养，并支持癌细胞的内渗和外渗。
肿瘤血管生成由环境应激（缺氧、酸中毒）引发，导致促/抗血管生成平衡失衡，从而导致促血管生成因子（如缺氧诱导因子 (HIF) 和 VEGF）的表达升高。OS 优先出现在靠近干骺端的骨生长区域，促进血管生成的 H 型内皮细胞位于该区域，表明这些细胞可能与 OS 新血管生成有关。
大鼠OS 细胞通过其特定的血管生成相关因子（VEGF、TGF-β1、MCP-1、Activin A 和 OPN）分泌组促进 EPC 的迁移和血管生成特性。
最初在葡萄膜黑色素瘤中描述的血管拟态是血管生成的替代过程，其特征在于从头形成可灌注的、基质丰富的、血管生成样微通道，这些微通道由侵袭性肿瘤细胞的转化产生。OS 肿瘤似乎会发展出这种无内皮的肿瘤衍生血管生成网络，因为在 22.7% 的成骨细胞型 OS 样本中发现了血管拟态，并且 OS 细胞系（U2OS [ 106 ]、MG-63 [ 105 ]）和侵袭性犬细胞系 [ 107]] 能够在三维培养中形成容器状结构。尽管如此，共表达高水平 VEGF 及其受体 VEGFR-1 的 OS 肿瘤细胞亚群已被描述为侵袭性的重要因素 。这种自分泌 VEGF/VEGFR-1 信号与增加的肿瘤生长和肿瘤血管分布相关，可能赋予 OS 细胞发展血管生成特性的能力，从而导致血管拟态。事实上，沉默VEGF 会抑制体外 OS 中的血管生成模拟。
OS 患者的血管和血管生成因素
高 VEGF 的表达与肿瘤分期和转移呈正相关。因此，血管密度的显着增加似乎是转移性与非转移性患者原发性 OS 肿瘤的标志 。几项临床研究将活检中 VEGF 的高表达与更差的无病生存率和较低的总生存率相关联。
用抗血管生成剂靶向血管微环境
最有希望的临床试验包括靶向 VEGFRs 的抗血管生成药物，如索拉非尼单独 [ 125 ] 或与依维莫司相关的 mTOR2 抑制剂 。意大利肉瘤组织发现复发性 OS 试验显示出临床益处，43-46% 的患者的 4-6 个月无进展生存期延长。
另一方面，将抗 VEGF 抗体贝伐单抗与可切除和局部 OS 的 OS 患者的术前和术后化疗相关联并没有提高对新辅助治疗的良好反应者的百分比，也没有改善患者的结果。且这种治疗可能会导致术后伤口愈合问题 [ 127 ]。
OS微环境中免疫系统的细胞
TAM 存在于免疫浸润中，并且浸润增加与转移减少和高级别 OS 存活率提高有关。TAMs 抑制 OS 转移的机制尚不清楚，但不同团队观察到 OSs 被异质性的促炎 M1 和抗炎 M2 TAM 群体浸润，可能表明M2 的组成性存在巨噬细胞可能具有抗转移而非促转移作用？（这里我读了原文好像并没有这个意思，不知作者怎么得出这个结论）
观察到在 OS 活检样本中细胞毒性 CD8 T 淋巴细胞比骨髓细胞少，这表明 OS 是免疫原性较差的肿瘤，缺乏肿瘤新抗原，免疫细胞毒性淋巴细胞的浸润很少。所以将 OS 定义为冷肿瘤。 CD8 T 淋巴细胞与较低的转移率显着相关；CD8 T 细胞与调节性免疫抑制性 FOXP3 CD4 T 细胞的比率与生存期延长有关。