《Lasers in Medical Science》：Photobiomodulation mitigates the inhibitory effects of pirfenidone on cancer-associated fibroblasts and their pro-tumorigenic properties: a cause for concern
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本研究针对癌症治疗中一个关键挑战：如何有效靶向肿瘤微环境中促癌的癌症相关成纤维细胞（CAFs）。为解决此问题，研究人员系统探索了光生物调控（PBM，一种低强度激光疗法）与抗纤维化药物吡非尼酮（PFD）对CAFs及其促肿瘤特性的影响。研究通过CAF条件培养基模型发现，PBM削弱了PFD对CAFs的抗纤维化作用，并恢复了其促进癌细胞增殖、迁移和克隆形成的能力，提示在抗CAF治疗背景下，PBM的应用需格外谨慎。这一发现对优化癌症联合治疗策略具有重要意义。
在对抗癌症的漫长征程中，科学家们逐渐将目光从癌细胞本身，转向了它周围的“土壤”——肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）。在这片复杂的生态中，有一类名为“癌症相关成纤维细胞”（Cancer-Associated Fibroblasts, CAFs）的细胞扮演着关键角色。它们不再是维持组织稳态的“建设者”，而是被肿瘤“策反”，通过分泌各种因子，为癌细胞的生长、扩散、耐药和复发“铺路搭桥”。因此，靶向CAFs被视为一种极具潜力的抗癌新策略。
近年来，一种原本用于治疗特发性肺纤维化的药物——吡非尼酮（Pirfenidone, PFD），因其出色的抗纤维化和抗炎特性，被“老药新用”，在临床前研究中显示出抑制CAFs的巨大潜力。与此同时，一种名为“光生物调控”（Photobiomodulation, PBM），也称为低强度激光疗法，因其能减轻放化疗副作用（如口腔黏膜炎）而受到关注，甚至被认为可能对癌细胞有直接作用。然而，关于PBM对癌症的影响一直存在争议：一些研究发现它能抑制肿瘤，另一些却显示它可能促进肿瘤生长。一个关键但常被忽视的问题是，大多数PBM研究仅关注癌细胞本身，而忽略了TME中CAFs等“邻居”细胞的存在。那么，当旨在抑制CAFs的PFD遇上可能影响整个TME的PBM时，会发生什么？两者是协同作战，还是相互抵消？为了回答这个至关重要的问题，一项发表在《Lasers in Medical Science》上的研究展开了深入探索。
研究人员为了回答上述问题，主要采用了以下几项关键技术：首先，他们从正常人成纤维细胞（NHFs）出发，利用三阴性乳腺癌细胞的条件培养基诱导，建立了CAFs表型，并通过形态学和基因表达（α-SMA、FAP、FSP1）进行了表征。其次，他们构建了基于CAF条件培养基（Conditioned Medium, CM）的间接共培养模型，以此研究CAFs分泌组对乳腺癌细胞的影响。具体而言，他们用波长660 nm和980 nm的激光照射CAFs（单独或与PFD联用），收集其上清（即不同处理组的CM），并用这些CM培养MCF-7乳腺癌细胞。最后，通过一系列细胞和分子生物学实验进行评估，包括MTT法检测细胞活力，实时荧光定量PCR（qPCR）分析CAF标志物、上皮-间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT）及干细胞特性（Stemness）相关基因的表达，划痕实验评估细胞迁移能力，以及克隆形成实验评估细胞的自我更新和增殖潜能。
研究结果
CAF表型表征
成功从正常成纤维细胞诱导出CAFs。与正常细胞相比，转化后的细胞梭形形态不那么明显，并且CAF标志基因α-SMA、FAP和FSP1的表达水平均显著升高，证实了CAF表型的成功建立。
PBM促进CAF活力并降低抗纤维化药物PFD的细胞毒性
单独PBM处理对CAFs活力无显著影响。然而，当PBM与PFD联合使用时，在660 nm和980 nm波长下，PBM都能显著提高经PFD处理的CAFs的存活率，其中660 nm激光的效果更强。PBM使得PFD对CAFs的半抑制浓度（IC50）值升高，表明PBM削弱了PFD的细胞毒性。在乳腺癌细胞实验中，单独来自PFD处理CAFs的条件培养基（CMPFD）会降低MCF-7细胞的活力，但与PBM联用产生的条件培养基（CM660+PFD和CM980+PFD）则能逆转这种降低，使其细胞活力恢复到与对照组无显著差异的水平。
基因表达研究结果
在CAFs中，虽然单独PBM不能增加CAF标志基因的表达，但它能部分抵消PFD对这些基因（α-SMA、FSP1）的抑制效应。在MCF-7细胞中，CMPFD处理降低了间质基因（Vimentin, N-cadherin, Snail）的表达，并倾向于增加上皮基因E-cadherin的表达（尽管不显著）。然而，CM660+PFD和CM980+PFD处理逆转了CMPFD引起的基因表达变化，提高了部分间质基因的表达水平。对于干细胞特性基因（SOX2, OCT4, NANOG），CMPFD显著降低了它们的表达。CM660+PFD（而非CM980+PFD）能够恢复SOX2和OCT4的表达至接近CMPFD处理前的水平。
不同CM诱导的细胞迁移
划痕实验表明，与对照组相比，来自未处理或单独PBM处理CAFs的CM（CM, CM660, CM980）在24小时能促进MCF-7细胞迁移。更重要的是，CMPFD显著抑制了细胞迁移，而CM660+PFD和CM980+PFD则完全逆转了这种抑制，甚至使迁移率高于对照组。这表明PBM抵消了PFD对CAFs促迁移能力的抑制作用。
CM处理的MCF-7细胞克隆形成潜能的变化
克隆形成实验显示，CM660和CM980均能显著增加MCF-7细胞形成的克隆数量。同样，CMPFD处理减少了克隆数量，但CM660+PFD和CM980+PFD处理则恢复了克隆形成能力。这证明PBM削弱了PFD对CAFs支持癌细胞自我更新能力（克隆形成）的抑制。
结论与讨论
本研究系统评估了PBM、PFD及其联合应用对CAFs以及CAFs对乳腺癌细胞的影响。核心结论是：光生物调控（PBM）能够削弱甚至逆转抗纤维化药物吡非尼酮（PFD）对癌症相关成纤维细胞（CAFs）的抑制作用。具体表现为，PBM提高了经PFD处理的CAFs的存活率，并通过CAFs的分泌组，恢复了其促进乳腺癌细胞增殖、迁移、克隆形成以及相关促癌基因（如EMT和干细胞特性基因）表达的能力。其中，660 nm波长的激光在某些方面（如抵消PFD细胞毒性、恢复干细胞基因表达）表现出比980 nm波长更强的影响。
这一发现具有重要的临床和科研意义。它首次在CAFs和条件培养基模型的背景下，揭示了PBM可能产生的不利影响：即当与靶向CAFs的药物（如PFD）联用时，PBM可能会“保护”CAFs，维持甚至增强其促肿瘤功能，从而潜在削弱抗CAF治疗的疗效。这为解释以往关于PBM在癌症治疗中效果矛盾的报道提供了一个新的视角——其效应可能高度依赖于治疗的背景和肿瘤微环境的构成。
研究强调了在评估任何抗癌新疗法（包括PBM）时，必须将肿瘤微环境中的关键组分（如CAFs）纳入考量，而非仅仅关注癌细胞本身。单纯基于癌细胞系的研究可能无法预测疗法在更复杂生理环境中的真实效果。作者在讨论中也指出，PBM对药物效果的调节可能取决于药物的作用机制，这呼吁未来进行更深入的研究。
最后，论文总结并发出警示：尽管PBM在支持性护理方面具有价值，但在将其作为直接抗癌手段或与特定靶向疗法（如靶向CAFs的疗法）联合应用之前，必须极为谨慎。需要进一步的研究来阐明其潜在机制，并优化治疗方案，以确保患者安全与治疗有效。这项研究为癌症联合治疗策略的优化提供了关键的科学依据，提醒科研与临床工作者需全面审视疗法对肿瘤生态系统的影响。
