腫瘤干細(xì)胞作為胰腺癌治療潛在靶點(diǎn)的研究進(jìn)展

孫 宇，孫 寧，楊紹時(shí)，宋國棟

(天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院外科，天津300211)

胰腺導(dǎo)管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)是世界范圍內(nèi)的腫瘤致死的主要原因之一，每年大約227 000人死于該癌癥。迄今在明顯進(jìn)展期患者的生存率方面的治療策略并不成功，其總的5年生存率仍然很差，大約5%左右［1］。

PDAC在早期即能轉(zhuǎn)移的能力是其致死性的主要原因。有證據(jù)表明該過程或許是通過腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cells，CSC)來介導(dǎo)［2］。最近的研究表明，CSC可作為發(fā)現(xiàn)腫瘤生成和腫瘤進(jìn)展信號的新途徑，也可能成為該領(lǐng)域中突破性的潛在治療靶點(diǎn)。

1 腫瘤干細(xì)胞

現(xiàn)已證實(shí)CSC是腫瘤細(xì)胞中一類明確的亞群，具有獨(dú)特的細(xì)胞生物學(xué)特性，并可從組成腫瘤的大多數(shù)腫瘤細(xì)胞中區(qū)分出來。雖然不受抑制的增生和抗凋亡是腫瘤細(xì)胞的特點(diǎn)，但是CSC還具有自我更新，分化為其他細(xì)胞類型并形成腫瘤的能力是確切的。CSC的這些特性有助于腫瘤擴(kuò)增和腫瘤大小的維持［3］。這種明確的群落首先在白血病中被證實(shí)，隨后在乳腺、肺、前列腺、結(jié)腸、腦、頭頸、肝及PDAC等腫瘤中得到了證實(shí)［4-6］。

2 胰腺癌中的干細(xì)胞亞群

CSC的證實(shí)主要基于細(xì)胞表面分子的表達(dá)。然而對這些分子是否為均一的細(xì)胞類型仍存在很多爭議。胰腺CSC的第一個(gè)亞群是通過與乳腺癌干細(xì)胞相同的表面標(biāo)志物而證實(shí)的。2012年，一個(gè)源于人腫瘤的亞群，其細(xì)胞表面表達(dá)CD44、CD24及表皮特異性抗原(ESA)。研究表明雖然只有0.2% ～0.8%的腫瘤細(xì)胞具有CD44+CD24+ESA+表型，但是僅注射500個(gè)這種細(xì)胞即可構(gòu)建其來源的人PDAC的結(jié)構(gòu)［7］。雖然這種表型明確的證實(shí)了在PDAC中有CSC亞群，但是迄今對這些標(biāo)志物的功能意義還不完全清楚。這些蛋白或許促進(jìn)細(xì)胞間的相互作用，調(diào)節(jié)信號通路，或者也許是這些細(xì)胞調(diào)節(jié)干細(xì)胞特性轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)的副產(chǎn)物［8］。隨后的研究證明從人PDAC腫瘤中分離出來的CD133+細(xì)胞也有高度的腫瘤源性并對吉西他濱治療耐藥［9］。對來自PDAC標(biāo)本分析發(fā)現(xiàn)CD133表達(dá)與較低的5年生存率明顯相關(guān)［10］。雖然對CD133的功能還不清楚，但是在其他惡性腫瘤中它既可表達(dá)于非CSC也可表達(dá)于 CSC［11］。在正常胰腺組織中，CXCR4和其配體間質(zhì)源性因子-1(stromal derived factor-1，SDF-1)在胰腺器官生成和再生時(shí)對胰腺導(dǎo)管細(xì)胞的生存、增殖及遷移的維持是必須的［12］。在CSC群落，SDF-1表達(dá)于具有高轉(zhuǎn)移特性CD133+細(xì)胞，并且也在與腫瘤的侵襲邊緣組織中表達(dá)［9］。提示存在兩種不同類型的CSC:穩(wěn)定型和遷移型。

乙醛脫氫酶 1(aldehyde dehydrogenase 1，ALDH)表達(dá)也被用于證明PDAC細(xì)胞具有干細(xì)胞樣特性，即高腫瘤特性這一特點(diǎn)［12］。另外，ALDH+細(xì)胞在來自ALDH-原發(fā)腫瘤的轉(zhuǎn)移灶中發(fā)現(xiàn)，并且證明原發(fā)腫瘤ALDH+染色與下降的中位生存期相關(guān)。體外研究表明ALDH+細(xì)胞群落明顯提高了腫瘤源性，而ALDH+CD44+CD24+細(xì)胞并不存在這種特性，突出表明了目前并沒有證明胰腺CSC具有通用標(biāo)志物［13］。在調(diào)節(jié)性CSC中ALDH的功能還不清楚，但它在正常組織中其在乙醇和環(huán)磷酰胺代謝中以及在視黃酸生物合成中起核心作用［14］。另一個(gè)胰腺CSC可能的標(biāo)志物是c-Met，這是一種肝細(xì)胞生長因子(hepatocyte growth factor，HGF)受體絡(luò)氨酸激酶，其顯示出促進(jìn)趨化作用和惡性轉(zhuǎn)化［15］。在正常鼠胰腺干細(xì)胞上表達(dá)的c-Met導(dǎo)致c-Met表達(dá)細(xì)胞與CD44+CD24+ESA+細(xì)胞具有一樣的腫瘤源性，并且比CD133+細(xì)胞更具有腫瘤源性［16］。在細(xì)胞的各種亞群中，發(fā)現(xiàn)了伴有c-Met高表達(dá)的CD44+細(xì)胞具有最高的腫瘤源性潛力，進(jìn)而形成其原發(fā)來源的腫瘤結(jié)構(gòu)。迄今人們對信號通路改變和腫瘤微環(huán)境在CSC分化和功能的作用也進(jìn)行了廣泛研究。介導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換(epithelial mesenchymal transtition，EMT)的通路，例如 Notch，Wnt和Hedgehog，在PDAC中CSC的功能和維持方面也起重要作用，雖然這些相互作用的機(jī)制還不完全清楚［17-18］。轉(zhuǎn)錄信號傳導(dǎo)和活化因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)是一種調(diào)節(jié)多種細(xì)胞過程的轉(zhuǎn)錄因子，并且在其他腫瘤中，例如惡性膠質(zhì)瘤，發(fā)現(xiàn)其作用在于維持干細(xì)胞樣特點(diǎn)［19］。這種相互作用，在促進(jìn)和維持腫瘤生成和CSC群落方面也起重要作用。腫瘤微環(huán)境由很多不同的細(xì)胞成分，包括星形細(xì)胞(stellats cells)，炎性細(xì)胞，內(nèi)皮細(xì)胞，和腫瘤細(xì)胞組成，其本身是組成CSC的非均質(zhì)的群落，并且分化出了更多的譜系。在CSC與星形細(xì)胞之間相互作用的一個(gè)例子，對胚胎生成也是重要的，是通過Activin和Nodal，轉(zhuǎn)化生長因子 β(transforming growth factor β，TGFβ)家族。在這種細(xì)胞群落中CD133+CSC表達(dá)高水平的Activin和Nodal，而 Nodal/Activin受體Alk4/7的阻斷反轉(zhuǎn)了內(nèi)源性對吉西他濱(gemcitabine)的化學(xué)耐藥［20］。星形細(xì)胞也被證實(shí)能夠產(chǎn)生Activin和Nodal，其導(dǎo)致CSC侵襲性增加［21］。那么這些清晰的證據(jù)可以表明CSC是PDAC特征性的驅(qū)動(dòng)治療耐藥又一因素。

3 在胰腺癌中EMT誘導(dǎo)的CSC

EMT的過程或許會(huì)增加CSC，或至少使細(xì)胞具有干細(xì)胞樣特點(diǎn)。CSC在包括EMT的許多路徑中表現(xiàn)出活性。有研究表明既能夠通過條件性過表達(dá)EMT誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子Snail或Twist，又可通過使細(xì)胞暴露于 TGF-β1來誘導(dǎo)干細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)［22］。除了干細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)，這些細(xì)胞也吸收了間質(zhì)表型并更有效的生長為微球體，提示EMT能夠誘導(dǎo)干細(xì)胞相關(guān)的特點(diǎn)。該研究證實(shí)了EMT也或許能與CSC有直接的關(guān)系，并或許能誘導(dǎo)CSC表型并提供轉(zhuǎn)移能力的可能性。需要EMT來滲出進(jìn)入血流的循環(huán)腫瘤細(xì)胞與胰腺來源相比具有100倍CD24+CD44+ 表達(dá)的增加［23］。

4 胰腺癌中CSC靶點(diǎn)

已表明在其他腫瘤中靶向CSC是困難的。在評估慢性髓樣白血病中的治療反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)大比例的分化細(xì)胞都被化療殺死時(shí)，CSC扔能夠存活，保持靜止?fàn)顟B(tài)，并可能隨時(shí)導(dǎo)致復(fù)發(fā)［24］。已經(jīng)證實(shí)由于CSC的內(nèi)在化療耐藥，像吉西他濱等細(xì)胞毒藥物的單一治療實(shí)際上可能增加c-Met+CSC的相對比例［16］。靶向通路或能在CSC中特異性上調(diào)的基因，例如c-MET或Alk-4/7等的較新藥物已證實(shí)在體內(nèi)能減少 CSC 的數(shù)量和腫瘤負(fù)荷［16，20］。應(yīng)用Hedgehog通路抑制劑靶向基質(zhì)加上細(xì)胞毒作用的吉西他濱以及Alk4/7的靶向抑制導(dǎo)致在體內(nèi)的協(xié)同作用，并以無進(jìn)展生存期和增加給藥量來觀察效果［20］。其他可能的靶點(diǎn)包括介導(dǎo)EMT的通路，像Notch、Wnt、Hedgehog、Src 和 TGFβ。其他化合物，像水飛薊賓，直接靶向 EMT誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子，像Zeb1［25］。雖然很多臨床試驗(yàn)探索靶向 CSC和/或EMT相關(guān)通路，但是這項(xiàng)治療策略目前仍然處于發(fā)展的早期階段。

5 結(jié)語

綜上所述，在PDAC中發(fā)現(xiàn)的CSC及其細(xì)胞生物學(xué)特征以及最近在EMT的作用理解和腫瘤微環(huán)境方面的進(jìn)展導(dǎo)致對腫瘤行為和預(yù)測方面有進(jìn)一步的認(rèn)識。雖然除了細(xì)胞表面標(biāo)志物的特征方面外，關(guān)于CSC化學(xué)耐藥等的機(jī)制還有很多不清楚。如果靶向CSC成為切實(shí)可行的策略，那么對包括在CSC維持和活力方面關(guān)鍵信號通路的了解是必須的。雖然目前對PDAC沒有有效的治療，但是對疾病組成理解的增加無疑可為靶向治療這種新策略帶來了希望。

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