隨著人們生活的日益改善，肥胖人群正逐漸增多，肥胖已成為影響人們身體健康的“殺手”。肥胖不僅能導(dǎo)致心腦血管疾病、糖尿病，還與腫瘤發(fā)生發(fā)展有關(guān)。近來，臨床流行病學(xué)調(diào)查顯示，肥胖婦女的乳腺癌更容易向肺、肝轉(zhuǎn)移，其預(yù)后更差，但是肥胖促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移的內(nèi)在機(jī)制仍不清楚。

紐約Memorial Sloan Kettering癌癥研究中心的Quail等發(fā)現(xiàn)，肥胖導(dǎo)致肺中性粒細(xì)胞數(shù)量增多，進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移。該研究填補(bǔ)了這一領(lǐng)域的空白，研究成果發(fā)表在2017年7月的《Nature Cell Biology》上，今天荷葉與大家分享該文章。（回復(fù)170906可下載，一周有效）

第一步，發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠肺中性粒細(xì)胞浸潤數(shù)目增多。作者建立高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠肥胖模型，ob/ob小鼠肥胖模型，發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠肺中中性粒細(xì)胞（Neu，CD11b+ Gr1+）明顯增多，而當(dāng)肥胖小鼠減肥后，肺中Neu明顯減少。

第二步，建立乳腺癌轉(zhuǎn)移模型，發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠癌細(xì)胞肺轉(zhuǎn)移增多，伴有肺Neu數(shù)目增加。流式分選出肺中Neu，進(jìn)行表達(dá)譜的檢測，發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠肺Neu的遷移相關(guān)基因和激活相關(guān)基因高表達(dá)。

作者采用原位乳腺癌模型，觀察肥胖對乳腺癌生長轉(zhuǎn)移的影響及其中Neu的變化。結(jié)果顯示，肥胖促進(jìn)乳腺癌的生長，同時隨著乳腺癌的生長，肥胖小鼠肺中Neu數(shù)目增加更多，乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移灶更多。

進(jìn)一步，作者尾靜脈注射帶熒光乳腺癌細(xì)胞建立肺轉(zhuǎn)移模型，觀察肥胖對腫瘤轉(zhuǎn)移的影響。發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移明顯增強(qiáng)，同時伴有肺Neu的增多。

第三步，發(fā)現(xiàn)增多的Neu導(dǎo)致乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移。為了明確肺中Neu與肺轉(zhuǎn)移的因果關(guān)系，以Neu的抗體清楚小鼠的Neu，發(fā)現(xiàn)Neu清除后，乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移明顯減少。

第四步，發(fā)現(xiàn)肥胖通過GM-CSF導(dǎo)致肺Neu增多。作者推測可能是由于肥胖者的血清中某個或某些細(xì)胞因子使骨髓細(xì)胞向Neu分化增多。為了驗證這一假設(shè)，作者進(jìn)行體外髓系分化實驗，發(fā)現(xiàn)無論是肥胖的小鼠還是肥胖人類的血清都能使髓系細(xì)胞向Neu分化。

那么到底是什么細(xì)胞因子呢？作者通過細(xì)胞因子芯片，得到肥胖人類和小鼠共有的8個細(xì)胞因子。在體外分化實驗中，發(fā)現(xiàn)8個因子中GM-CSF促進(jìn)向Neu分化，而以GM-CSF抗體中和肥胖者血清后，發(fā)現(xiàn)髓系細(xì)胞向Neu分化明顯減少。

GM-CSF是哪里來的呢？作者發(fā)現(xiàn)肺組織高表達(dá)GM-CSF，分選肺中的各個細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)肺中單核細(xì)胞（CD11b+Ly6C+），中性粒細(xì)胞（CD11b+Gr1），CD3+T細(xì)胞高表達(dá)GM-CSF。

在體內(nèi)拮抗GM-CSF或補(bǔ)充GM-CSF對腫瘤轉(zhuǎn)移是否產(chǎn)生影響呢？研究發(fā)現(xiàn)，給予GM-CSF增加小鼠血、肺中的Neu數(shù)目，促進(jìn)乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移；拮抗GM-CSF起到相反的作用。

第五步，發(fā)現(xiàn)肥胖通過IL5誘導(dǎo)單核細(xì)胞GM-CSF的表達(dá)。首先檢測了脂肪組織8個因子的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠脂肪組織高表達(dá)IL5。rIL5能使肺中Neu的數(shù)目增加。進(jìn)一步將來源于肥胖小鼠和野生小鼠的Neu標(biāo)記不同顏色，1：1混合，回輸給小鼠，同時以抗IL5抗體處理。研究發(fā)現(xiàn)，肥胖小鼠骨髓Neu更容易向肥胖小鼠的肺募集，并且這種能力被IL5抗體所阻斷。

那么IL5作用于什么細(xì)胞呢？通過檢測IL5的受體IL5ra來確定。CD3+T細(xì)胞盡管分泌GM-CSF，但是其無IL5ra的表達(dá)，那么IL5不是通過作用于T細(xì)胞發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)嗜酸性粒細(xì)胞（Eosin），Neu和68％的單核細(xì)胞（Mo）表達(dá)IL5ra，在IL5的刺激下僅單核細(xì)胞能增殖并表達(dá)GM-CSF，且在肥胖小鼠模型中IL5ra+單核細(xì)胞數(shù)目亦增多。

第六步，發(fā)現(xiàn)減輕體重能減少乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移。同時，作者發(fā)現(xiàn)減輕體重能減少肺中IL5ra+的Neu和Mo，降低血清中的IL5和GM-CSF的水平。

匯總以上結(jié)果可以得到下面的肥胖致乳腺癌肺轉(zhuǎn)移機(jī)制示意圖：肥胖小鼠的脂肪組織分泌高水平IL5，作用于IL5ra+Mo，使其發(fā)生擴(kuò)增，促進(jìn)其分泌GM-CSF，GM-CSF作用于Neu，使其向肺組織募集，在肺發(fā)生激活，形成有利于癌乳腺轉(zhuǎn)移的微環(huán)境，最后導(dǎo)致乳腺癌肺轉(zhuǎn)移。

1、文章的邏輯思路嚴(yán)密，層層遞進(jìn)，荷葉一氣讀下來，有種酣暢淋漓的感覺。首先確定研究目標(biāo)：為什么臨床上肥胖乳腺癌患者更容易發(fā)生肺轉(zhuǎn)移呢？

研究思路：

①發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠肺中Neu增多。

②增多的Neu是否能促進(jìn)乳腺癌肺轉(zhuǎn)移？

③Neu增多的機(jī)制是什么？

④促進(jìn)向Neu分化的GM-CSF來源于什么細(xì)胞呢？

⑤肥胖的脂肪組織如何導(dǎo)致GM-CSF升高？

⑥減肥是否減少乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移？

2、在進(jìn)行各種體內(nèi)挽救實驗時作者僅使用尾靜脈轉(zhuǎn)移模型，荷葉覺得原位乳腺癌轉(zhuǎn)移模型更合適（可能是尾靜脈轉(zhuǎn)移模型節(jié)約研究時間）。

3、IL5作用于單核細(xì)胞促進(jìn)其增殖、分泌GM-CSF的機(jī)制沒有探討。

4、肥胖對其他腫瘤的肺轉(zhuǎn)移是否也是通過IL5—GM-CSF—Neu？乳腺癌有什么特異之處，更容易向富含Neu的微環(huán)境趨化？

5、以往研究發(fā)現(xiàn)肺定居型巨噬細(xì)胞也對GM-CSF應(yīng)答、擴(kuò)增，它在肥胖中發(fā)揮怎么樣的作用？

6、作者檢測了肥胖非荷瘤小鼠肺Neu的表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)其不同于腫瘤的MDSC，荷葉覺得應(yīng)該檢測荷瘤肥胖小鼠的肺Neu表達(dá)譜，觀察其從乳腺癌原位生長到發(fā)生肺轉(zhuǎn)移過程中的變化。

參考文獻(xiàn)

Quail DF, Olson OC, Bhardwaj P, Walsh LA, Akkari L, Quick ML, Chen IC, Wendel N, Ben-Chetrit N, Walker J, Holt PR, Dannenberg AJ, Joyce JA.Obesity alters the lung myeloid cell landscape to enhance breast cancer metastasis through IL5 and GM-CSF.Nat Cell Biol. 2017 Aug;19(8):974-987. doi: 10.1038/ncb3578.