北京大学肿瘤医院

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骨转移乳腺癌细胞造成贫血机制

作者: 来源: 发布时间:2025-11-04

美国普林斯顿大学Han等研究发现,肿瘤细胞劫持成红细胞岛(EBI)中辅助红细胞生成的巨噬细胞亚群,窃取它们供应给红细胞的铁,导致红细胞生成受损、导致贫血。肿瘤细胞也会用偷吃的铁生产血红蛋白,模拟成红细胞,以适应低氧的骨髓环境,方便自己生长。(Cell. 2025年8月26日在线版)

成红细胞岛指骨髓中一种特殊的造血微环境结构,由一个中央巨噬细胞和环绕着的多个不同分化阶段的成红细胞组成,是红系细胞发育中不可或缺的结构,其中的巨噬细胞会通过各种分泌因子、提供铁源、清除废物等为红细胞成熟提供支持,是这一结构的核心。

研究者采用了新的体内转移微环境标记系统,结合RNA测序,对乳腺癌小鼠骨转移微环境中的造血细胞进行了系统性分析。分析结果显示,以Vcam1+Cd163+Ccr3+为标志的EBI巨噬细胞是唯一在骨转移微环境中富集、但在远端或正常骨髓细胞中几乎不存在的细胞亚型。这促使研究者进一步分析背后的机制。

基因富集分析结果显示,这一巨噬细胞群体中血红素代谢相关基因富集,铁代谢相关基因、EBI互作分子表达较高,功能上参与铁稳态调节和红系细胞支持。正常骨髓中,EBI巨噬细胞会与红细胞均匀分布,但在骨转移微环境中,EBI巨噬细胞却显著富集于肿瘤-间质界面。实验结果显示,本该给成红细胞输送铁的EBI巨噬细胞,在骨转移微环境中,却转而把铁送给了肿瘤细胞,并表现出明显的促肿瘤生长作用。

相较原发瘤,骨转移部位的癌细胞在收到铁后,血红素代谢相关通路显著上调,细胞中总血红素含量增加,血红蛋白亚基β-珠蛋白表达也上调。单细胞RNA测序结果显示,骨转移瘤癌细胞的缺氧相关基因显著上调,这会诱导血红蛋白的表达。成红细胞岛巨噬细胞送给癌细胞的铁,帮它们适应了骨髓的低氧环境,保护其免遭缺氧导致的细胞死亡。成红细胞无铁可用,红细胞生成受损从而发生贫血。

研究者分析了乳腺癌、肺癌、肾癌、甲状腺癌、结直肠癌、食管癌等瘤种患者的骨转移灶组织样本,在其中发现了这种铁代谢特征的EBI巨噬细胞亚群,并确认肿瘤细胞的铁摄取与血红蛋白亚基β-珠蛋白表达有关。

研究者在另一个乳腺癌队列中,确认肿瘤细胞的HBB高表达与骨转移风险升高有关,但与其他部位转移无关。研究者接下来准备在其他具有骨转移倾向的瘤种中行进一步验证。(编译 张莉莉)