宿主因素,如生活方式、遗传学、代谢紊乱和衰老,会对肿瘤及其周围环境产生重大影响,超出局部组织范围,并引发全身效应,包括免疫系统调节。
了解这些因素如何改变代谢环境和免疫反应对于揭示它们对肿瘤生长和转移的贡献至关重要。
调节宿主新陈代谢的生活方式因素可以直接或通过肿瘤微环境影响肿瘤细胞来影响癌症的发展和结果。例如,吸烟和饮酒可能主要通过致癌突变驱动肿瘤发生;炎症等全身效应可能与导致癌症形成的突变协同产生次要影响。
肥胖脂肪组织微环境中的细胞可能会驱动肿瘤的发生和进展。
例如,癌症肥胖小鼠模型中的脂肪细胞被证明经历了代谢重编程以增强肌酸的产生。
癌细胞在局部肿瘤微环境中代谢这种肌酸,这有助于脂肪酸活化,并通过提供增殖所需的过量高能磷酸化合物来增强肿瘤进展。
此外,白色脂肪组织(
WAT
)在缺氧条件下,其内部的细胞会分泌促炎分子,包括
IL-1
、
IL-6
和肿瘤坏死因子(
TNF
),导致局部和全身炎症。
由此产生的活性氧(
ROS
)会导致早期致癌所必需的
DNA
突变。
同时,这些细胞因子也会导致内分泌失调。
饮食变化会影响周围环境中肿瘤的营养可用性。流行病学研究检查了癌症发展与不同文化饮食之间的关系,特别是众所周知的肥胖发病率较低的饮食,如地中海、亚洲人,尤其是素食。在一项对83名患者的分析中,地中海饮食与胃肠道癌、乳腺癌和头颈部癌的风险和死亡率降低相关。在坚持素食方面也观察到了类似的相关性。
衰老是与广泛的组织代谢变化相关的另一个系统过程。
在衰老过程中,细胞和生物体表现出代谢失调,包括
ROS
产生增加、线粒体功能障碍和有氧糖酵解增加。
一些营养素水平也可能随着年龄的增长而发生显著变化,例如关键的氧化还原辅因子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(
NAD+
),这些营养素随着年龄的增长在组织中的积累方式不同,在肿瘤生长和进展中起着至关重要的作用。
长期以来,通过定期锻炼保持身体健康与癌症发病率的降低和复发率的降低相关,并可能具有治疗益处。
有几种机制来解释运动的这些肿瘤抑制活性,包括减轻超重、调节激素(例如胰岛素)和增强免疫功能,所有这些都有助于形成肿瘤抑制环境。
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肿瘤可
以通过几种破坏正常生理功能的机制对宿主产生全身性影响。这些影响通常导致代谢重编程,改变免疫系统反应,导致癌症相关恶病质,并影响远处器官以支持癌症的进展。
全身炎症的诱导在许多癌症类型中普遍存在,并在促进癌症进展方面发挥着关键作用。
通过调节全身代谢,癌症可以增强肿瘤诱导的全身炎症,产生促进肿瘤进展、加重炎症和恶化临床结果的反馈回路。
例如,肿瘤分泌的
IL-6
可以诱导外周组织的胰岛素抵抗,通过激活
NF-
κ
B
和
Jun N-
末端激酶(
JNK
)促进促炎状态,从而驱动额外的炎性细胞因子和趋化因子的产生。
由此产生的慢性炎症塑造了肿瘤微环境,促进了血管生成、免疫逃避和转移。
在发生器官特异性转移之前,形成的转移前小生境(
PMN
)在促进癌症细胞扩散中起着关键作用。
PMN
代表了一个有利且适应性强的微环境,在肿瘤衍生的分泌因子、细胞外囊泡和循环肿瘤细胞的驱动下,经历了大量的分子和细胞改变。
最近的研究表明,肿瘤细胞(扩散或来自原发性肿瘤)对
PMN
中的营养调节有助于其发展,并支持转移过程。
肿瘤引起恶病质的机制包括肿瘤释放各种因子,如促炎细胞因子、蛋白水解诱导因子和脂质动员因子,这些因子会破坏正常的代谢过程,减少营养摄入,并可能在宿主中诱导高分解状态。
这会导致肌肉加速分解、脂肪消耗和能量平衡受损,这不仅会降低患者的生活质量,还会降低他们对治疗的耐受性。
在癌症的发展过程中,癌症患者通常会表现为食欲不振和进食困难。
癌症通过调节大脑区域(如负责食物摄入的下丘脑)来诱导全身代谢的变化。
例如,
TME
和体内其他细胞中生长分化因子
15
(
GDF-15
)的产生可以向
GDF-15
受体
GFRAL
主要表达的区域发送信号,以减少食物摄入。
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人们正在探索降低肿瘤获取或利用对肿瘤至关重要的代谢物的能力的治疗策略。