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新出现的实验证据表明，位于微血管基底膜内并围绕内皮细胞的血管周围细胞，即周细胞，在癌症转移中发挥着多方面的作用。在肿瘤微环境中，周细胞从肿瘤微血管上脱落和消融，破坏了血管的完整性和血管壁的保护性屏障，导致癌细胞血管内渗的渗透性增加。周细胞保留间充质干细胞特征，
新出现的实验证据表明，位于微血管基底膜内并围绕内皮细胞的血管周围细胞，即周细胞，在癌症转移中发挥着多方面的作用。在肿瘤微环境中，周细胞从肿瘤微血管上脱落和消融，破坏了血管的完整性和血管壁的保护性屏障，导致癌细胞血管内渗的渗透性增加。周细胞保留间充质干细胞特征，并可分化为其他基质细胞，包括通过周细胞-成纤维细胞转化促进癌症转移。活化的周细胞产生大量的生长因子、细胞因子和趋化因子，通过改变肿瘤血管生成、炎症和免疫微环境来促进癌细胞的侵袭和播散。由于其高度的谱系和表型可塑性，周细胞显著促进了远端器官中转移前微巢的形成。本综述提供了对周细胞介导的转移级联反应中各个关键过程的最新概述和机制见解。
1 引言
内皮细胞和周细胞是构成微血管壁的两种主要细胞类型。周细胞在肿瘤微环境中与多种基质细胞共存，包括炎症细胞、成纤维细胞、血管壁细胞、脂肪细胞、神经细胞和其他免疫细胞。生长中的肿瘤含有异常高密度的微血管，这些血管通常部分被硫酸软骨素蛋白聚糖4+和血小板衍生生长因子-β+周细胞覆盖。周细胞含量因肿瘤类型、癌症细胞的基因突变和肿瘤微环境差异而有显著不同。一些周细胞具有间充质干细胞和祖细胞特征，能够分化为其他细胞类型，包括基质成纤维细胞、肌细胞、脂肪细胞和骨细胞。在细胞培养中，周细胞显示出比标准间充质干细胞更不成熟的表型和更广泛的分化能力，表明其具有更高阶的多能性。新兴证据表明，肿瘤微环境中的周细胞可以产生其他基质细胞类型，如成纤维细胞和肌成纤维细胞，从而显著促进癌症转移。周细胞和周细胞衍生的其他基质细胞产生大量的生长因子和细胞因子，调节肿瘤生长、侵袭、转移和抗癌药物反应。由于周细胞被定义为血管周围细胞，它们与血管内皮细胞的紧密相互作用对于维持其特性至关重要。来自内皮细胞和周细胞的特异性信号分子调控着微血管周细胞的附着和分离。血管内皮细胞是保留周细胞干细胞特性的主要细胞类型。一旦与微血管分离，周细胞往往会失去其干细胞特性并产生其他细胞类型。肿瘤细胞来源的周细胞趋化因子，如血小板衍生生长因子-BB，会阻碍周细胞-内皮细胞相互作用并使周细胞从肿瘤微血管上消融。
1.1 周细胞生物学
来源：周细胞普遍存在于几乎所有微血管中。一般认为，大多数器官（包括肺、肠、胃、心脏和肝脏）中的周细胞起源于间皮，与基质成纤维细胞在个体发生上有密切关系。间皮细胞可能经历间皮-间质转化以产生周细胞和成纤维细胞。在胚胎发育过程中，位于不同组织的周细胞可能有不同的起源。在生理和病理的血管生成微血管中，周细胞对血管的覆盖可能通过三个关键过程实现，即增殖、分化和募集。随着血管生成血管的形成，这三个过程同时发生以稳定新形成的微血管。
细胞标志物：为所有周细胞定义一个特定的分子标志物仍然具有挑战性。目前最被接受的分子标志物包括PDGFR-β、NG2、α-平滑肌肌动蛋白、结蛋白和丙氨酸氨肽酶。其他分子标志物，如内皮唾液酸蛋白、内向整流钾通道亚家族J成员6、G蛋白信号调节因子5、ATP结合盒亚家族C和Delta-like 1同源物，需要在细胞形态学及其与血管内皮细胞关系的背景下进一步验证。新出现的周细胞分子标志物包括Gli1和Tbx18。应强调的是，这些周细胞分子标志物的表达在胚胎发育、成人生理和病理过程中可能持续变化，识别其存在通常需要多种标志物的组合。
异质性：周细胞的异质性由其组织分布、形态、分子标志物和生物学功能定义。体内谱系遗传追踪显示存在高度周细胞异质性。骨髓来源的髓系祖细胞也有助于某些周细胞的生成。发育中的大脑和皮肤组织中的一个周细胞亚群具有造血髓系起源。由于血管内皮细胞和造血细胞共享一个共同的前体，即造血成血管细胞，因此造血衍生的周细胞进一步增加了理解其相互作用和异质性的复杂性。即使在同一个组织内，周细胞在分布、分子标志物、形态和生物学功能上也表现出异质性特征。
信号分子和周细胞-内皮细胞相互作用：内皮细胞来源的生长因子、细胞因子、趋化因子和细胞外基质蛋白被称为血管分泌信号，通过自分泌、旁分泌和内分泌机制控制胚胎发育、稳态、炎症、免疫和组织/器官再生。外周分泌指周细胞来源的信号，包括生长因子、细胞因子、趋化因子和细胞外基质蛋白，对多种生理和病理过程具有广泛的功能影响，包括伤口愈合、炎症、免疫、血管生成、血管稳态和代谢。周细胞募集到新形成的血管需要它们与血管内皮细胞的紧密相互作用。多种信号分子协同决定了微血管中的周细胞覆盖率，在特定组织中，内皮细胞和周细胞的关联和分离不断发生。在肿瘤和炎症组织等病理组织中，血管生成通常引发周细胞增殖和活化信号通路的激活。
血管内皮生长因子作为最常见和最强效的血管生成因子之一，主要通过其特异性血管内皮生长因子受体作用于血管内皮细胞。随着血管芽的形成，血管生成内皮细胞分泌血小板衍生生长因子B等信号分子，通过激活血小板衍生生长因子受体-β信号来募集周细胞。类似地，转化生长因子-β、肝素结合-表皮生长因子、基质细胞衍生因子-1和血管生成素1也参与周细胞的增殖、迁移和募集。同时，柄状内皮细胞表达Dll4/Notch分子以防止形成过度的血管芽。其他信号分子，如转化生长因子-β，可能通过调节周细胞的生长和分化来协调周细胞的供应。即使在同一个生长因子家族内，不同成员也可能在周细胞的募集和消融中具有相反的生物学功能。例如，血管生成素家族中的血管生成素1和血管生成素2与内皮细胞中相同的Tie2受体结合，但它们发挥相反的功能。血管生成素1促进周细胞对血管的覆盖，而血管生成素2则使周细胞从微血管上消融。表达Tie2的周细胞限制了血管生成芽的形成，在周细胞中特异性敲除Tie2会导致促血管生成表型和加速肿瘤生长。这些各种信号通路在内皮细胞和周细胞之间高度调节和同步的相互作用，贯穿于血管生成和血管重塑的整个过程。
生理功能：周细胞是多能细胞，在维持血管稳态、调节微血管灌注和通透性方面表现出多种生物学功能。
这些细胞具有干细胞特征，可以在胚胎发育和组织/器官再生过程中分化为各种细胞类型。周细胞还通过产生各种信号分子（包括生长因子、细胞因子和趋化因子）积极参与炎症反应和免疫的调节。炎症细胞和免疫细胞穿过微血管壁的迁移必须穿过周细胞屏障才能外渗。大量研究表明，血管结构和渗透性是健康组织和病理组织中募集炎症细胞和免疫细胞的关键决定因素。微血管中周细胞的缺失允许血管生成刺激物暴露于内皮细胞，并随后引发血管生成。相反，血管被周细胞覆盖可防止过度的血管生成和血管渗漏。在一些神经组织中，例如视网膜，微血管被周细胞紧密覆盖以防止渗漏。由于视网膜组织中没有淋巴管来收集外渗的液体，周细胞对视网膜微血管的紧密覆盖提供了一种防止渗漏的有效机制。在中枢神经系统中，周细胞在构成和维持血脑屏障方面起着至关重要的作用，血脑屏障可防止细胞和分子从血流中被动运输。
周细胞还通过调节毛细血管的收缩和舒张来控制微血管灌注。总之，周细胞在控制微循环方面具有多种功能，其功能障碍将导致血管疾病的发生和发展。
1.2 肿瘤中周细胞-内皮细胞相互作用的失调
周细胞和内皮细胞之间的相互作用由细胞间连接介导，包括间隙连接、粘附斑和栓-窝连接。这些细胞间连接分子在血管细胞中的异常表达通常发生在各种肿瘤血管中，导致周细胞-内皮细胞相互作用频繁失调。由于遗传和表观遗传改变以及代谢重编程，实体瘤组织通常产生不平衡水平的各种血管生成和血管重塑信号分子。例如，由于癌细胞基因突变、缺氧、成纤维细胞等基质细胞和炎症细胞的浸润，肿瘤中血管内皮生长因子表达水平常常升高。恶性细胞中KRAS癌基因和p53肿瘤抑制基因的基因突变显著增加了血管内皮生长因子的表达水平。患有KRAS突变的上述细胞源性癌症，如胰腺导管腺癌、肝细胞癌、结直肠癌和非小细胞肺癌，其微血管中通常缺乏周细胞。通过突变对KRAS的功能激活提高了叉头盒C2的表达水平，叉头盒C2直接靶向血管生成素2的启动子上调其表达。血管生成素2表达升高使周细胞从肿瘤微血管中消融。
快速生长的肿瘤不可避免地会经历组织缺氧，缺氧通过低氧诱导因子-1α介导的转录调节诱导血管内皮生长因子表达。血管内皮生长因子通过刺激尖端内皮细胞形成以及内皮细胞增殖和迁移的机制，有效地增强肿瘤血管生成。血管内皮生长因子还通过形成原始血管网络有力地刺激血管通透性，这些网络通常缺乏完整的基底膜和周细胞覆盖。在其他实验环境中，例如视网膜血管系统，据报道血管内皮生长因子会使周细胞从微血管上消融。缺氧与无氧代谢增强的酸中毒一起，差异性地调节各种血管因子的表达水平。虽然大多数肿瘤中血管内皮生长因子水平显著升高，但血小板衍生生长因子-B、血管生成素2和转化生长因子β的产生与高血管内皮生长因子产生不成比例。因此，肿瘤血管表现出无组织和渗漏的表型，缺乏周细胞覆盖。周细胞粘着斑激酶通过负向调节Gas6/Axl信号来抑制血管生成和肿瘤生长。周细胞通过β3整合素介导的旁分泌信号调节肿瘤生长，包括FAK-p-HGFR-p-Akt-p-p65信号、趋化因子（C-X-C基序）配体1、趋化因子配体2和金属蛋白酶组织抑制剂1。
周细胞信号分子的细胞来源在调节肿瘤微血管周细胞覆盖方面起着关键作用。虽然血小板衍生生长因子-BB通常促进新形成微血管的周细胞覆盖，但肿瘤细胞来源的血小板衍生生长因子-BB也会导致周细胞丢失。与血管内皮生长因子的情况类似，肿瘤细胞来源的血小板衍生生长因子-BB分子在肿瘤细胞周围建立了趋化因子梯度，通过刺激周细胞向癌细胞迁移而导致血管周细胞丢失。这些发现已应用于癌症治疗，将血小板衍生生长因子-B+肿瘤定义为抗血小板衍生生长因子治疗的优选靶点。在临床前癌症模型中，通过伊马替尼等药物对血小板衍生生长因子受体-β信号进行药理学抑制，可能会通过消融血管周细胞来促进癌症转移。
1.3 周细胞-免疫细胞-癌细胞网络的重塑
在肿瘤微环境中，周细胞与炎症细胞和免疫细胞有着错综复杂的相互作用，通过调节它们穿过血管壁的迁移和免疫抑制。肿瘤中活化的周细胞产生促炎细胞因子以募集巨噬细胞，并将其表型转化为M2样肿瘤相关巨噬细胞。抑制血管生成素2-Tie2信号促进M1-肿瘤相关巨噬细胞的募集，并减少M2-肿瘤相关巨噬细胞和调节性T细胞的浸润。血小板衍生生长因子-C+肿瘤相关巨噬细胞刺激血小板衍生生长因子受体α+周细胞增殖。在小鼠黑色素瘤模型中，骨髓细胞中NG2的特异性缺失会通过损害周细胞-内皮细胞相互作用来减少肿瘤相关巨噬细胞的募集。在小鼠多形性胶质母细胞瘤模型中，M2-肿瘤相关巨噬细胞显著促进周细胞的募集和迁移。
一些研究报告了周细胞在肿瘤中的免疫抑制功能。例如，多形性胶质母细胞瘤周细胞通过产生多种细胞因子获得免疫抑制和抗炎表型，包括白细胞介素-1、白细胞介素-6、白细胞介素-10、白细胞介素-12和白细胞介素-26。多形性胶质母细胞瘤周细胞还显示白细胞介素-2表达降低，导致T细胞反应减弱。此外，多形性胶质母细胞瘤周细胞产生转化生长因子β和肝细胞生长因子，使CD8+T细胞失活。其他周细胞介导的免疫抑制机制包括激活调节性T细胞和髓源性抑制细胞。肿瘤微环境中的周细胞通常表现出不成熟的“合成”表型，这直接有助于免疫抑制、免疫细胞排斥和肿瘤血管生成。健康成熟周细胞和促肿瘤合成周细胞之间的差异反映了它们的表型转换与功能切换紧密耦合。例如，在小鼠黑色素瘤模型中，周细胞从合成状态向分化状态的表型转换改善了免疫抑制并使肿瘤对过继性T细胞疗法敏感，导致黑色素瘤消退。周细胞诱导T细胞的无反应状态，这部分是通过上调抑制性检查点，特别是程序性死亡配体1和程序性死亡配体2的表达来介导的。在体外共培养系统中，周细胞显著抑制了活化、增殖和炎症细胞因子的产生。在肿瘤中，周细胞可以表现出强烈的免疫抑制表型，以支持肿瘤生长和转移，使肿瘤细胞逃避免疫监视。周细胞与其他免疫细胞之间的串扰，包括自然杀伤细胞、中性粒细胞和B淋巴细胞，在其他地方有详细描述。总之，肿瘤中的周细胞通过与各种炎症细胞和免疫细胞的相互作用，引导着广泛的免疫调节网络。
胰腺导管腺癌中周细胞的表型转换：在胰岛中，周细胞高度丰富，调节血流、胰岛细胞功能和细胞外基质。这些周细胞表现出收缩特征，覆盖了近40%的胰岛毛细血管，并通过交感神经系统控制血液灌注。然而，与内分泌胰岛相比，外分泌胰腺中的周细胞含量显著降低。胰腺导管腺癌含有异常高的纤维化间质，通常构成整个肿瘤质量的80%-90%。成纤维细胞和细胞外基质在癌细胞周围形成了一个物理屏障，称为“纤维化堡垒”，这与抗癌药物耐药、转移和不良预后相关。如上所述，KRAS突变-叉头盒C2-血管生成素2信号轴会使周细胞在肿瘤中消融，超过90%的胰腺导管腺癌病例携带KRAS突变。胰腺导管腺癌通常缺乏可检测的周细胞-内皮细胞相互作用。胰腺导管腺癌中的KRAS突变被认为是驱动肿瘤生长、转移和耐药的早期致癌开关。胰腺导管腺癌中大量的周细胞表现出α平滑肌肌动蛋白阳性，这在微血管周细胞中通常不存在。周细胞-内皮细胞相互作用的缺失以及α平滑肌肌动蛋白+亚群的出现，表明常规周细胞向肌性周细胞的表型和功能转换。有趣的是，一项研究表明，具有更成熟微血管的胰腺导管腺癌患者临床结果更好，这与周细胞向异常周细胞的表型转换观点一致。
另一个周细胞亚群，即周细胞干细胞，具有周细胞、干细胞和基质细胞特征，在生理条件下几乎检测不到，但在胰腺导管腺癌组织中变得丰富。周细胞干细胞通过分化为Ly6G+髓源性抑制细胞来减少CD4+和CD8+T细胞的肿瘤浸润，导致抗程序性死亡蛋白1免疫治疗耐药。值得注意的是，周细胞干细胞直接刺激胰腺导管腺癌细胞增殖。
1.4 癌症转移中周细胞的转移级联
转移细胞内渗中的周细胞丢失：癌细胞通过血管壁的内渗按顺序发生基底膜降解、周细胞丢失和内皮细胞间连接开放的事件。在携带NG2启动子下胸苷激酶的基因工程小鼠模型中，用更昔洛韦治疗可选择性地消融NG2+周细胞。在该小鼠模型中，周细胞耗竭通过增加肿瘤缺氧、上皮-间质转化和c-Met激活来促进乳腺癌转移内渗。其他研究通过破坏周细胞-内皮细胞相互作用支持其促转移功能。同样，通过伊马替尼和舒尼替尼等靶向血小板衍生生长因子受体-β信号的药物进行药理学消融周细胞也会促进癌症转移。与临床前发现一致，临床研究表明周细胞含量与患者生存率呈负相关。另一项研究报告，表达内皮唾液酸蛋白的周细胞通过细胞-细胞接触依赖性机制促进转移内渗，而不影响原发肿瘤生长。
转移细胞外渗中的周细胞丢失：在大多数器官中，循环细胞通过微血管壁的外渗是通过打开内皮细胞间连接发生的，这些连接被细胞间粘附分子紧密连接。癌细胞也利用相同的机制进行内渗和外渗，这是转移级联的关键步骤。通常，转移性癌细胞必须穿过血管壁的三层屏障，包括内皮层、血管周围层和基底膜，才能进行内渗或外渗。
当循环肿瘤细胞在远端转移器官中穿过血管壁外渗时，会发生相反的序列。内渗和外渗这两个相反的序列过程可能需要癌细胞和血管壁成分之间进行识别的细胞表面机制。目前，对于癌细胞内渗和外渗（转移级联的两个关键过程）的分子机制及其潜在机制知之甚少。
周细胞刺激循环癌细胞-中性粒细胞簇的形成：单细胞RNA测序方法在人类和小鼠结直肠癌中发现了一个烟酰胺N-甲基转移酶+周细胞亚群，其与高转移潜能相关。有趣的是，具有高数量烟酰胺N-甲基转移酶+周细胞-血管的人类结直肠癌患者显示出血管内循环癌细胞-中性粒细胞簇，这是结直肠癌患者的不良预后标志物。在周细胞中特异性敲除Nnmt可抑制循环癌细胞-中性粒细胞簇的形成和癌症转移。肿瘤烟酰胺N-甲基转移酶+周细胞还促进癌细胞的跨内皮迁移。深入的机制研究表明，烟酰胺N-甲基转移酶+周细胞来源的CXCL5介导了循环癌细胞-中性粒细胞簇的形成。相反，抑制CXCL5/趋化因子（C-X-C基序）受体2信号通路可消融循环癌细胞-中性粒细胞簇的形成和转移。由于循环癌细胞-中性粒细胞簇在循环中表现出改善的生存和转移潜能，周细胞调节的循环癌细胞-中性粒细胞簇形成的发现为周细胞调节循环肿瘤细胞生存提供了一个例证。
转移中周细胞介导的血管生成：在生理条件下，微血管中的周细胞覆盖通过限制内皮出芽来防止过度血管生成。微血管中的周细胞覆盖受到不同信号分子的严格调节。例如，血管生成内皮细胞产生高水平的血小板衍生生长因子-BB，将周细胞募集到新形成的微血管上。周细胞的募集防止了过度和无方向的血管出芽，进而防止过度血管生成。血管生成血管的形成通常通过血管生成信号梯度的机制发生，该梯度引导内皮细胞向血管生成因子梯度的细胞来源迁移。
新形成的血管生成血管非常脆弱，容易发生癌细胞内渗并最终导致转移，其可能机制包括：缺乏足够的周细胞覆盖；高度渗漏；缺乏完整的基底膜保护；以及脆弱的内皮细胞间连接。支持这一观点，几项临床前研究表明，周细胞增强的血管生成显著促进了癌症转移。
周细胞-肿瘤相关巨噬细胞相互作用在癌症转移中的作用：在肿瘤微环境中，周细胞产生大量的生长因子、细胞因子和其他信号分子，与周围其他细胞（包括内皮细胞、癌细胞、癌症相关成纤维细胞和肿瘤相关巨噬细胞）进行通讯，调节肿瘤生长、转移和药物反应。响应各种刺激，这些信号分子的表达水平可进一步提高。例如，用血小板衍生生长因子-BB刺激周细胞显著增强了白细胞介素-33的表达。事实上，对血小板衍生生长因子-BB刺激的周细胞进行全基因组表达谱分析表明，白细胞介素-33是所有基因中上调最多的基因。定量分析表明，血小板衍生生长因子-BB刺激的周细胞中基质金属蛋白酶-9的表达水平增加了200倍以上。与其他升高的基质金属蛋白酶一起，基质金属蛋白酶-9降解微血管周围的基底膜，允许肿瘤细胞内渗进入循环。
被周细胞来源的白细胞介素-33激活的肿瘤相关巨噬细胞释放高水平的CXCL3，通过CXCR2受体诱导癌症相关成纤维细胞向肌成纤维细胞转化。在小鼠胰腺导管腺癌模型中，CXCL3诱导的肌成纤维细胞通过劫持-癌细胞-逃逸机制促进癌症转移。除了白细胞介素-33，周细胞相关的其他生长因子、细胞因子（包括趋化因子）可能通过改变肿瘤微环境中的细胞成分来促进癌症转移。通过对自发小鼠乳腺肿瘤来源的肿瘤相关巨噬细胞进行单细胞RNA测序分析，进一步揭示了肿瘤微环境中周细胞和肿瘤相关巨噬细胞之间的密切相互作用，鉴定出了一个透明质酸受体1+肿瘤相关巨噬细胞亚群。透明质酸受体1+肿瘤相关巨噬细胞通过扩张血小板衍生生长因子-CC依赖性血管周围间充质细胞介导的血管生成来促进肿瘤生长。
周细胞介导的细胞类型转换和基质重塑在转移中的作用：如上所述，具有间充质干细胞特征的周细胞通过分化为其他细胞类型（包括脂肪细胞和成纤维细胞）表现出高度的细胞可塑性。周细胞很可能通过与内皮细胞的相互作用在血管壁中保留其干细胞特征。神经胶质抗原是周细胞表面标志物之一，在与微血管分离后其表达通常会下调。与肿瘤微血管分离后神经胶质抗原阳性的丢失可能反映了神经胶质抗原+周细胞分化为其他神经胶质抗原?细胞类型的事实。对
