图 1 肿瘤相关骨髓细胞的分化始于骨髓中的造血干细胞 (HSC)。CMP：普通髓系祖细胞，IMC：未成熟髓系细胞，TEM：表达 Tie2 的单核细胞，MDSC：髓源性抑制细胞，M-MDSC：髓系 MDSC，G-MDSC：粒细胞 MDSC，iDC：未成熟树突状细胞，TADC：肿瘤相关树突状细胞，TAM：肿瘤相关巨噬细胞，TAN：肿瘤相关中性粒细胞。
图 2 髓系细胞在肿瘤进展和转移中的募集模式。肿瘤进展和转移的阶段包括启动、增殖和肿瘤部位炎症、侵袭、内渗、血流循环、外渗和定植，这些阶段与相关的骨髓细胞、血小板和细胞因子一起显示。TAM 和 TAN 在远距离定植点早期的贡献尚不清楚。绿色：募集或抑制免疫细胞的细胞因子/趋化因子，黑色：转移相关蛋白，红色箭头：骨髓细胞的运动，EMT：上皮间充质转化，CTSB：半胱氨酸蛋白酶组织蛋白酶 B。
TAN的招募[1]
众所周知，脾脏是 TAM 和 TAN 前体的定位部位，它们从那里物理迁移到肿瘤基质，而 CXCL8 (IL-8) 是一种中性粒细胞的趋化剂，也主要负责 TAN 的募集（图2）。最近的一项转录组研究表明，TAN 不是由 TME 调节的“基于组织的 G-MDSC”，而是来自骨髓来源的嗜中性粒细胞和 G-MDSC 的不同嗜中性粒细胞群。然而，然而，我们不确定大多数TANs实际上是由被招募到肿瘤的G-MDSCs分化而来，还是它们是骨髓/血液中的中性粒细胞（在TME中被局部高浓度的TGF-β特别转化为N2 TANs）。虽然该研究没有澄清这些细胞是来自骨髓/血液中的中性粒细胞池还是来自脾脏的G-MDSC群体，但这两项研究支持这样的观点，即TME中的TGF-β和其他因素可能影响所招募的中性粒细胞的局部 "教育"。
TAN与TAM之间可能的互相作用[1]
TAN 是否将 TAM 前体募集到肿瘤部位，或者它们是否负责 TME 中巨噬细胞的 M2 样激活？众所周知，释放 IL-8 和 TNF-α 的活化中性粒细胞会在炎症部位激活和募集巨噬细胞。中性粒细胞分泌 MPO，MPO（myeloperoxidase，髓过氧化物酶） 与 MMR（巨噬细胞甘露糖受体）的结合会诱导类风湿关节等慢性炎症环境中活性氧中间体 IL-8、TNF-α 和 GM-CSF 的分泌。M2 样巨噬细胞表达高水平的MMR 和 IL-10，以及低水平的 HLA-DR 和 IL-1β。尽管我们仍然缺乏支持 TAN 和 TAM 通过 MPO 和 MMR 相互作用的直接证据，但已在确诊的结直肠癌和肺癌中发现大量 MPO 阳性中性粒细胞浸润。此外，TGF-β 对巨噬细胞和嗜中性粒细胞（分别为 M2 样和 N2 样）激活的类似影响表明，在同一 TME 中，TAM 和 TAN 之间存在密切联系，并且嗜中性粒细胞对巨噬细胞的募集可能先于它们的募集类 N2 极化。有必要确认 TME 中 TAN 和 TAM 之间的相互作用是否类似于非肿瘤慢性炎症环境中嗜中性粒细胞和巨噬细胞之间众所周知的相互作用。
巨噬细胞和中性粒细胞在胰腺癌肿瘤微环境中的相互作用[2]
到目前为止，对巨噬细胞和中性粒细胞相互作用的研究主要限于巨噬细胞的吞噬作用，或吞噬清除凋亡的中性粒细胞以解决炎症，但这种研究还没有在癌症模型中进行。例如，已经证明中性粒细胞在IL-17存在的情况下会发生凋亡[113]或NETosis[4]，而巨噬细胞在IL-17存在的情况下会被刺激而吞噬凋亡的中性粒细胞[113]。巨噬细胞清除凋亡中性粒细胞的能力可能被NETs降低。具体来说，在败血症模型中，NETs释放的弹性蛋白酶从巨噬细胞表面裂解整合素αvβ3（一种吞噬受体），阻止凋亡细胞的排出[114]。在另一项研究中，通过 CD169 的表达鉴定的 TRM （tissue-resident macrophages）被证明负责“遮盖”无菌微损伤（一些细胞坏死）以防止中性粒细胞在损伤部位聚集。如果这些TRMs未能隐蔽微损伤而发生中性粒细胞成群，这些中性粒细胞负责招募CCR2+和CX3CR1+MonoMacs（monocyte-derived macrophages），然后通过清除中性粒细胞碎片解决炎症[115]。鉴于TRMs和MonoMacs在几个非癌症模型的炎症病变恢复中发挥不同的作用，我们假设这些巨噬细胞亚型在PDAC TME中与中性粒细胞和NETs有不同的关系。
由于它们在各种炎症模型中的相互作用，巨噬细胞和中性粒细胞的串扰对于理解慢性胰腺炎（胰腺癌的一个危险因素）向PDAC的发展可能特别重要。在急性胰腺炎的小鼠胰腺组织中，CCL2和CCR2的水平升高，表明MonoMac的招募。在这种脑炎诱导的模型中，MonoMacs的招募可能是有害的，因为CCR2/CCL2轴的中断会减少胰腺的损伤。有趣的是，随着CCR2/CCL2轴的中断，除了预期的MonoMacs的减少外，还有中性粒细胞招募的减少，这表明这些细胞之间的相互作用可能会在胰腺炎发作时造成组织损伤[116]。在慢性胰腺炎中，CCR2+ MonoMacs对胰腺内的巨噬细胞有很大贡献。在这种慢性胰腺炎模型中，M2样巨噬细胞占主导地位，其CD206的表达量增加，功能与本综述中描述的TAMs相似[117]。M2样巨噬细胞有更多的抗炎过程，应该有助于炎症的解决和防止组织损伤[118]。然而，我们假设，这些M2样巨噬细胞在慢性胰腺炎中的存在为肿瘤的发展产生了一个有利的环境。
图4 MonoMac、TEM 和中性粒细胞的募集以及 TRM 的增殖导致 PDAC 中独特的 TME。MonoMac、TEM 和中性粒细胞分别通过 CCL2、ANG2 和 IL-8 募集。CX3CL1 导致 TRM 的募集和增殖。这些细胞共同导致缺氧、血管重塑、纤维化、肿瘤进展、转移和免疫抑制。文中进一步描述了巨噬细胞和中性粒细胞募集的后遗症。
虽然巨噬细胞和中性粒细胞之间的串扰对防止生理环境中持续炎症造成的组织损伤很重要[119]，但在癌症的慢性炎症状态下，这种串扰可能更加微妙（图4）。在临床前模型中PDAC的进展过程中，粒细胞和CD16/32+CD206+TAMs在胰腺中都会增加[120]。在这样一个慢性炎症环境中，中性粒细胞可以释放MPO。MPO又与巨噬细胞甘露糖受体（CD206）结合，刺激炎症细胞因子/化学因子和ROS的释放。细胞因子/化学因子的释放导致招募额外的中性粒细胞来传播炎症反应[121]。在PDAC TME的后期，中性粒细胞可能呈现出促肿瘤的表型[37,71]，这部分是由TGFβ的存在刺激的[79,84,122,123]。胰腺癌细胞也可以刺激TAMs释放IL-8和CCL2，它们可以分别招募中性粒细胞和MonoMacs[124]。此外，肿瘤细胞释放的IL-1β可促进CD206+TAMs和中性粒细胞聚集到PDAC TME中[125]。IL-1β也被认为可以促进中性粒细胞的NETosis[126]。此外，这种促炎症细胞因子可以增加中性粒细胞发生凋亡的时间[119,127]，可能有助于PDAC TME中中性粒细胞和NETs的存在。另一个值得注意的互动发生在TEMs和表达TIE2的中性粒细胞上，因为ANG2与两种细胞类型上的TIE2受体结合导致IL-8的释放，IL-8通过中性粒细胞的招募和生存促进炎症[76,128]。鉴于PDAC TME中同时存在巨噬细胞和中性粒细胞，我们假设巨噬细胞不能适当地解决炎症，导致持续的免疫抑制性TME。此外，失调的巨噬细胞和中性粒细胞的相互作用促进了PDAC TME的功能紊乱。
肝脏巨噬细胞通过迁移中性粒细胞和启动NETosis促进乳腺癌的肝转移[3]
中性粒细胞外陷阱（NETs）是与颗粒蛋白复合的DNA支架，可以在转移前的肝脏龛位中检测到，并与乳腺癌患者的不良生存率有关。然而，中性粒细胞浸润和NETs在转移前肝组织中的形成机制仍然不为人所知。在此，我们通过单细胞RNA测序动态地描述了正常和4T1-bearing BALB/C小鼠模型的肝脏微环境，无论是否有肝脏转移。有趣的是，我们发现来自肝脏巨噬细胞的CXCL1和CXCL2在转移前的肝脏中急剧升高，并通过CXCR2诱导周围中性粒细胞的浸润。此外，肝脏巨噬细胞在癌细胞衍生的猫蛋白酶C的教育下分泌CXCL1和CXCL2。此外，我们发现，在转移前的肝脏中，补体信号被过度激活，并诱导中性粒细胞发生NETosis。在治疗上，针对CXCL1、CXCL2和补体信号可以抑制NET的形成，有效减少乳腺癌的肝转移。
NETosis与巨噬细胞的相互作用[4]
NETs可以驱动巨噬细胞的极化，并经常依靠巨噬细胞来促进癌细胞的入侵和转移。反过来，巨噬细胞可以以免疫学上无声的方式迅速清除NETs。
先天免疫建立了第一道抗微生物防御线，对 TIME 产生了重大影响。各种巨噬细胞与树突状细胞、组织细胞、库普弗细胞和肥大细胞一起是先天免疫的守门人。除了长寿的无柄组织巨噬细胞外，来自外周血的单核细胞在募集到组织后分化为巨噬细胞。在 TIME 中，巨噬细胞占骨髓免疫细胞的大部分 (101, 102)。它们具有吞噬功能并在 TIME 中充当抗原呈递物。根据它们的激活，巨噬细胞可以极化为许多不同的子集，其中 M1 和 M2 巨噬细胞是多维连续体的极端 (29)。
M1 巨噬细胞在 Th1 TIME 由促炎细胞因子（如 IFN-γ）诱导。它们介导宿主防御各种抗原，并在抗肿瘤免疫中发挥作用 (103)。M2 巨噬细胞在 Th2 TIME 中被诱导并发挥抗炎功能和免疫抑制活性 (103)。除了它们的抗原呈递能力和吞噬功能外，巨噬细胞还调节 NET 的形成和清除。Haider 及其同事分析了腹主动脉瘤 (AAA)，发现巨噬细胞计数与管腔内血栓和血管壁中的 NET 呈负相关 (104)。当巨噬细胞在体外接种在 NET 包被的血凝块上时，显示出通过分泌的脱氧核糖核酸酶 (DNase) 消化 NET 的能力，然后是 NET 残余物的吞噬作用 (104)。特别是，M1 巨噬细胞在通过巨胞饮作用清除 NET 方面最为活跃 (104)。Fadeel及其同事对巨噬细胞依赖性的NET降解进行了扩展，他们报告说，细胞外 DNase I 的生理浓度不足以完全清除 NET，巨噬细胞中的胞质外切核酸酶 TREX 1 (DNase III) 是吞噬细胞摄取后消化 NET 所必需的 (105 , 106).相反，其他报告表明巨噬细胞也可以诱导 NET 的形成。结果表明，来自氧化低密度脂蛋白 (oxLDL) 刺激的巨噬细胞的外泌体 miR-146a 促进了 NET 的过度释放，同时伴随着 ROS 和高水平促炎细胞因子如 IL-8、TNF-α 的过度表达 、IL-6 和 IL-1β (107)。这表明根据它们的刺激，巨噬细胞可能会降低或增加组织中 NET 的浓度。在第三种情况下，巨噬细胞也可能介导 NET 的活动。例如，在巨噬细胞和 A549 肺癌细胞的体外共培养系统中，Zhang 及其同事报告说，添加纯化的 NETs 促进了 A549 肺癌细胞的迁移和侵袭 (108)。他们认为这部分取决于从巨噬细胞释放的细胞因子 IL-1β、IL-6、IL-18 和 TNF-α (108)。有趣的是，随后的一项研究表明，用 NETs 处理巨噬细胞也增加了细胞外 M1 巨噬细胞衍生的 DNA，可能代表 METs（巨噬细胞胞外诱捕网）(109)。因此，METs 可能有助于在共培养实验中激活肿瘤细胞的迁移和侵袭。
总之，最好确定巨噬细胞对 NET 发挥分解功能。然而，关于巨噬细胞对 NET 的形成和活动的不同影响的零星报告表明，NET 与巨噬细胞相互作用的具体结果可能与时间相关，值得进一步研究。
METs与NETs[4]
与 NET 类似，MET 由 DNA 和细胞外蛋白组成，是在对各种病原体和化学刺激做出反应时产生的。MET 是在巨噬细胞独特的细胞死亡程序 (METosis) 过程中产生的，迄今为止仅在用 IFN-γ 和 LPS 处理后的炎症 M1 亚群中观察到 (109, 110)。NET 和 MET 之间只报告了很少的差异。King 及其同事在形态学水平上指出，与 MET 相比，NET 中的染色质片段更长 (111)。此外，MET 与巨噬细胞标记蛋白 CD68 和基质金属蛋白酶 (MMP) 12 (111–113) 相关。此外，据报道负责细胞外陷阱形成的信号传导过程存在差异。例如，Aulik 及其同事报告说，在刺激细胞后，MET 的形成比 NET 的形成更快 (114)。最后，PAD4 和 PAD2 被认为分别是 NET 和 MET 形成的主要启动子 (115, 116)。值得注意的是，弹性蛋白酶和 MPO 通常被视为嗜中性粒细胞特异性标记物，它们也在 MET 中得到鉴定 (117, 118)。因此，H3cit 与 CD68 的共染色似乎是目前区分 MET 和 NET 的最具体方法 (111–113)。NET 和 MET 之间的差异可能导致它们在宿主防御中的不同作用。NET 和 MET 通常通过固定微生物来防止它们 (119)。然而，目前尚不清楚这种固定化是否具有特异性杀菌作用，因为还发现 MET 的形成通过提供聚集支架而不是杀死病原体来促进病原体生长 (114, 119, 120)。在肿瘤组织中，与中性粒细胞相比，巨噬细胞的数量通常更多 (121)。然而，未发现 MET 和 NET 的存在与相应细胞类型的浸润显著相关 (122)。因此，MET 和 NET 的存在可能与相应细胞类型对时间衍生刺激的响应性以及 NET 和 MET 的不同稳定性更密切相关。第一个假设得到以下事实的支持：与 NET 相比，诱导 MET 的形成需要更高浓度的 PMA（phorbol 12-myristate 13-acetate，佛波醇），并且该过程伴随着巨噬细胞中更高的 ROS 产生 (111, 114)。为了具体解决 MET 在癌症中的相关性，一项对 135 名无功能胰腺神经内分泌肿瘤 (pNET) 根治性切除术后患者的回顾性研究进行了分析，结果表明 NET 和 MET 均与较短的无复发生存期 (RFS) 相关（122). 在单变量和多变量 Cox 回归分析中，NETs 和 METs 是更短 RFS 的独立预后因素，并且比 WHO 分级和 TNM 分期更能预测患者的预后 (122)。这一发现在另一项涉及 116 名 CRC 患者的研究中得到证实。在训练和验证队列 (n=94) 中，MET 被确定为预测 CRC 5 年总生存率的独立预后因素，并且与远处转移显著相关，但与局部肿瘤浸润和淋巴结转移无关 (35 ). CRC 肿瘤细胞系 HCT-116 和 SW480 与巨噬细胞和中性粒细胞缺陷小鼠模型的共培养用于研究 MET 和 CRC 细胞系之间的串扰。这些研究表明，在没有 NET 的情况下，MET 可以激活 CRC 肿瘤细胞的迁移和侵袭并促进肝转移 (35)。例如，抑制 PAD2 会阻碍巨噬细胞形成 MET，阻断 CRC 细胞和 MET 之间的串扰并减少肝转移 (35)。由此可以得出结论，靶向 MET 和 NET 扩展了癌症患者新治疗靶点的范围。
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