腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞與肝癌的關(guān)系

胡 曉， 毛德文， 牙程玉

1 廣西中醫(yī)藥大學(xué) 研究生學(xué)院， 南寧 530001； 2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 肝病一區(qū)， 南寧 530023

原發(fā)性肝癌(簡(jiǎn)稱肝癌)是一種惡性程度極高的腫瘤，其死亡率在我國乃至全世界的惡性腫瘤中位居前列。依據(jù)組織病理學(xué)可將肝癌分成3大類型：肝細(xì)胞癌(HCC)、膽管細(xì)胞癌(ICC)和混合型肝癌，其中HCC占比高達(dá)90%[1]。肝癌具有隱匿起病，進(jìn)展迅速，治療難度大的特點(diǎn)。鑒于肝癌對(duì)化療并不敏感，目前臨床多采用放療、消融術(shù)、經(jīng)肝動(dòng)脈化療栓塞術(shù)(TACE)、肝移植、手術(shù)切除等治療方案，但治療效果也往往不及預(yù)期。近年來，廣大學(xué)者對(duì)各種癌癥發(fā)生發(fā)展機(jī)制有了更新的認(rèn)識(shí)，提出腫瘤微環(huán)境的概念[2]，認(rèn)為腫瘤微環(huán)境有望為癌癥治療提供全新的靶位。腫瘤微環(huán)境包括數(shù)量眾多的存在于腫瘤周圍的細(xì)胞(間質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞以及內(nèi)皮細(xì)胞等)，其中，隸屬于間質(zhì)細(xì)胞的腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer associated fibroblasts，CAF)占重要地位[3-4]。CAF存在于腫瘤間質(zhì)中，由多種細(xì)胞分化而來，目前多數(shù)認(rèn)為成纖維細(xì)胞(normal fibrolasts，NF)是其主要來源[5]，CAF的致癌作用已得到證實(shí)。在肝癌中，CAF通過激活各種途徑(信號(hào)通路)、啟動(dòng)多種細(xì)胞因子表達(dá)參與肝癌細(xì)胞之間的串?dāng)_，干擾正常組織細(xì)胞之間的生存秩序，進(jìn)而為腫瘤細(xì)胞提供適合生存發(fā)展的微環(huán)境[6]。越來越多的證據(jù)顯示，CAF既可發(fā)揮促進(jìn)腫瘤細(xì)胞形成、血管生成、侵襲轉(zhuǎn)移的作用，又可能起到抑制腫瘤演變的積極影響。

1 CAF與肝癌的發(fā)生發(fā)展

1.1 CAF在肝癌生成和增殖中的作用 CAF可通過分泌多種促腫瘤形成的關(guān)鍵細(xì)胞因子(生長(zhǎng)因子、炎性因子和趨化因子等)，以啟動(dòng)相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路直接或間接對(duì)腫瘤的生成和增殖起作用。馮仁鑫等[7]在研究CAF對(duì)肝癌干細(xì)胞的作用時(shí)觀察到，經(jīng)CAF培養(yǎng)的腫瘤干細(xì)胞相較于對(duì)照組，其自我更新相關(guān)基因Oct4、Nanog、Klf4、Bmi1的表達(dá)上調(diào)明顯，干細(xì)胞成球能力顯著增高，由此可見，CAF可通過影響腫瘤干細(xì)胞的更新促成HCC。Li等[8]的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)CAF釋放肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子和IL-6細(xì)胞因子以激活STAT3磷酸化來增強(qiáng)了CD24+HCC細(xì)胞的干性，促進(jìn)其成癌性。沙朦等[9]的CCK8實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)人肝內(nèi)膽管癌相關(guān)成纖維細(xì)胞培養(yǎng)基(iCAF-CM)中的膽管癌RBE細(xì)胞和HCC C9810細(xì)胞吸光度值均明顯高于對(duì)照組, 證明肝內(nèi)膽管癌細(xì)胞的增殖能力被iCAF提升。孫浩然等[10]探究了CAF與肝癌細(xì)胞株Huh7、HepG2之間的關(guān)系，結(jié)果在建立的體外CAF-Huh7和CAF-HepG2培養(yǎng)模型中檢測(cè)到兩種癌細(xì)胞株增殖能力的提升。Lau等[11]將源自HCC患者的癌細(xì)胞與CAF 1∶1混合異體種植到小鼠體內(nèi)開展體內(nèi)致瘤性實(shí)驗(yàn)，與單獨(dú)癌細(xì)胞注射組相比，實(shí)驗(yàn)組表現(xiàn)出更強(qiáng)大的致癌潛力。并且發(fā)現(xiàn)CAF產(chǎn)生大量肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子，以c-Met/FRA1/HEY1為媒介，豐富肝腫瘤起始細(xì)胞(T-IC)的數(shù)量并對(duì)其進(jìn)行調(diào)控。Deng等[12]的研究中，肝腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞利用IL-6介導(dǎo)的STAT3，誘導(dǎo)從基質(zhì)細(xì)胞衍生因子(stromal cell-derived Faceor，SDF)-1a/CXCR4途徑吸引來的單核細(xì)胞分化為髓源性抑制細(xì)胞，由于髓源性抑制細(xì)胞的激活，人體抗腫瘤免疫反應(yīng)減弱，促成了肝癌的發(fā)生。

1.2 CAF在肝癌血管生成、血管生成擬態(tài)中的作用 由于肝癌是高度血管化的實(shí)體瘤，所以針對(duì)其血管的研究顯得尤為必要。研究表明，CAF通過釋放促血管生成因子起到促進(jìn)腫瘤新生血管形成的作用。Liu等[13]對(duì)63例HCC患者的腫瘤組織進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子成員之一的胎盤生長(zhǎng)因子(placental growth factor，PlGF)，在CAF和活化的肝星狀細(xì)胞中高表達(dá)，而過度表達(dá)的PlGF又同腫瘤新生血管標(biāo)志物(CD31、CD34和CD105)高度相關(guān)，由此分析CAF可分泌PlGF，這對(duì)肝細(xì)胞癌血管新生起到促進(jìn)作用，并可能導(dǎo)致HCC患者的預(yù)后不良。Huang等[14]通過與非CAF組對(duì)照比較，研究CAF促進(jìn)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞增殖和血管生成的機(jī)制，結(jié)果表明CAF可通過體內(nèi)外血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的分泌上調(diào)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中zeste同系物2的增強(qiáng)子的水平，從而阻止血管抑制素1的表達(dá)，最終對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和血管形成起作用，進(jìn)一步證明了CAF在肝癌血管形成中的影響。盧逸等[15]和李艷等[16]的試驗(yàn)中，對(duì)20例、56例HCC患者肝癌組織及癌旁組織中的肝癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(hCAF)和微血管密度(microvascular density，MVD)進(jìn)行研究，在接近血管內(nèi)皮細(xì)胞位置的癌血竇周圍發(fā)現(xiàn)hCAF標(biāo)志物α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)的高表達(dá)，并在低分化肝癌組織中檢測(cè)到明顯高于中、高分化癌組織的hCAF密度和MVD，表明越高表達(dá)的hCAF，越高的腫瘤MVD，分析hCAF可能在腫瘤血管新生中起促進(jìn)作用。

血管生成擬態(tài)(vasculogenic mimicry，VM)，有別于傳統(tǒng)的血管生成模式，已被證實(shí)普遍存在于各種腫瘤中，腫瘤細(xì)胞在早期生長(zhǎng)階段可由這個(gè)通道獲得豐富的血液灌注和營養(yǎng)，VM可成為腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的路徑，并作為影響癌癥預(yù)后的危險(xiǎn)因素，與患者的生存率密切相關(guān)[17-18]。陶明珠等[19]檢測(cè)了60例HCC患者的癌組織標(biāo)本，對(duì)患者的 CAF表達(dá)率、VM表達(dá)水平進(jìn)行分析，結(jié)果顯示α-SMA+CAF的高表達(dá)和VM的形成同腫瘤的大小、Edmondson分級(jí)、臨床分期有關(guān)聯(lián)，證實(shí)了CAF通過某些機(jī)制參與促進(jìn)了肝癌VM的形成，并推斷兩者之間存在正相關(guān)性。Yang等[20]通過向小鼠體內(nèi)注射人HCC QGY-7703腫瘤細(xì)胞和CAF建立異體種植模型以研究CAF與VM形成之間的關(guān)系。在這項(xiàng)研究中，發(fā)現(xiàn)CAF的分泌因子TGFβ和SDF1通過提高腫瘤細(xì)胞中血管內(nèi)皮-鈣黏著蛋白，基質(zhì)金屬蛋白酶2和層粘連蛋白γ2的表達(dá)水平，促成了VM。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，將miR-101注射至小鼠模型體內(nèi)后，可阻斷TGFβ和SDF1的信號(hào)通路，從而對(duì)CAF促VM的形成起到阻抑作用，或可為抗腫瘤提供新的思路。

1.3 CAF在肝癌轉(zhuǎn)移侵襲中的作用 肝癌極易發(fā)生轉(zhuǎn)移，且轉(zhuǎn)移部位廣泛，可大致分為肝內(nèi)轉(zhuǎn)移和肝外轉(zhuǎn)移。肝內(nèi)轉(zhuǎn)移多為癌細(xì)胞直接侵犯或癌栓脫落形成病灶，肝外轉(zhuǎn)移則包括血行、淋巴及種植轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移灶可達(dá)全身多處器官和組織。研究者們認(rèn)為，被活化的CAF在腫瘤轉(zhuǎn)移的過程中舉足輕重，因此進(jìn)行了大量的試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。華學(xué)鋒等[21]觀察了與hCAF體外共培養(yǎng)的肝癌細(xì)胞在96 h后的形態(tài)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MHCC97L-GFP肝癌細(xì)胞出現(xiàn)了播散樣生長(zhǎng)的變化，而HepG2-GFP肝癌細(xì)胞則發(fā)生了上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)型，由此得出hCAF能增強(qiáng)肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移侵襲的結(jié)論。在Fang等[22]的研究中發(fā)現(xiàn)CAF受到腫瘤細(xì)胞釋放的外泌體miR-1247-3p的誘導(dǎo)而被活化，并且在伴有肺轉(zhuǎn)移的HCC患者血清中檢測(cè)到高于非肺轉(zhuǎn)移HCC患者的miR-1247-3p表達(dá)水平，由此判斷CAF在該外泌體的作用下與肝癌細(xì)胞之間發(fā)生串?dāng)_，與肝癌的肺轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，并分析這種相同的作用機(jī)制很可能也發(fā)生在肝癌的肝內(nèi)轉(zhuǎn)移中。Zhang等[23]分別對(duì)裸鼠靜脈注射熒光素酶標(biāo)記的MHCC97-H-miR-320a和MHCC97-H-NC細(xì)胞，28 d后，前者的6只小鼠中僅4只發(fā)生肺轉(zhuǎn)移，而接受MHCC97-H-NC細(xì)胞注射的小鼠均出現(xiàn)肺轉(zhuǎn)移，并對(duì)來源于人HCC的CAF外泌體進(jìn)行測(cè)序，觀察到CAF外泌體miR-320a較癌旁成纖維細(xì)胞表達(dá)有降低，分析源于CAF的外泌體miR-320a在CAF與腫瘤細(xì)胞之間充當(dāng)“使者”，miR-320a的表達(dá)抑制促成HCC的轉(zhuǎn)移。Sha等[24]從ICC患者的腫瘤細(xì)胞中分離出CAF、NF，并將ICC細(xì)胞HuCCT-1接種于條件培養(yǎng)基(CAF-CM、NF-CM)上，通過細(xì)胞數(shù)量計(jì)數(shù)發(fā)現(xiàn)侵襲性ICC細(xì)胞在CAF-CM中表現(xiàn)出更強(qiáng)大的侵襲轉(zhuǎn)移能力。同時(shí)還證實(shí)α-SMA表達(dá)的CAF與ICC的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，Zhang等[25]的研究也佐證了CAF組織學(xué)表型中的未成熟表型與ICC的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移緊密相關(guān)。武偉等[26]探討了CAF與膽管癌細(xì)胞株RBE之間的關(guān)系，同樣證實(shí)了CAF與膽管癌細(xì)胞增殖侵襲之間的正相關(guān)性，且發(fā)現(xiàn)CAF并不參與膽管癌細(xì)胞的凋亡。為評(píng)估CAF在體內(nèi)外與HCC轉(zhuǎn)移的關(guān)系，Liu 等[27]進(jìn)行小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，觀察到接種了肝癌細(xì)胞和CAF的小鼠(7/8)在腦、骨骼或肺中均出現(xiàn)HCC轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)照組；在體外CM試驗(yàn)中得出HCC細(xì)胞中Hh和TGFβ途徑受到CAF分泌的CCL2、CCL5、CCL7和CXCL16趨化因子的激活而促成HCC轉(zhuǎn)移的結(jié)論。

2 CAF在肝癌治療中的潛力

肝癌極高的惡性程度、進(jìn)展速度和復(fù)發(fā)概率導(dǎo)致了患者的高病死率，增加了其治療難度，現(xiàn)有的治療方案遠(yuǎn)不足以解決這一難題。近幾年，科學(xué)家們開始認(rèn)識(shí)到靶向調(diào)節(jié)CAF或可成為抗衡腫瘤有前途的治療策略。Sun等[28]為了研究CAF衍生的旁分泌COMP是否受Resolvin D1的調(diào)節(jié)而對(duì)HCC干細(xì)胞起作用，利用補(bǔ)充COMP中和抗體的CAF-CM處理肝癌Hep3B和SMMC-7721細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，COMP中和抗體減弱了CMCAF誘導(dǎo)的上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)型進(jìn)展和侵襲能力，并降低腫瘤細(xì)胞的增殖能力，證實(shí)RvD1可阻礙CAF的旁分泌COMP信號(hào)傳導(dǎo)，對(duì)癌細(xì)胞的干性特征起到抑制作用。有學(xué)者[29]提出，CAF可通過誘導(dǎo)癌細(xì)胞的自噬，促進(jìn)放射治療后癌細(xì)胞修復(fù)，引起腫瘤復(fù)發(fā)，因此阻斷癌細(xì)胞的自噬作用可能是克服腫瘤復(fù)發(fā)的新策略。Zhao等[30]對(duì)實(shí)驗(yàn)組CAF-CM組和對(duì)照組NF-CM組培養(yǎng)的肝癌Huh7細(xì)胞進(jìn)行免疫熒光染色、蛋白質(zhì)印跡檢測(cè)，觀察到CAF-CM組較對(duì)照組的Huh7細(xì)胞有更高的自噬水平，并采用自噬溶酶體抑制劑氯喹(CQ)對(duì)Huh7細(xì)胞進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)即使是經(jīng)過CAF-CM共培養(yǎng)的癌細(xì)胞，其自噬作用也可被CQ有效抑制，并且表現(xiàn)出侵襲、轉(zhuǎn)移能力的下降。有研究[31]表明，CAF的激活是可逆轉(zhuǎn)的，Mertens等[32]的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)，利用Navitoclax對(duì)CAA異體細(xì)胞移植大鼠模型進(jìn)行治療，研究治療后大鼠肝臟，發(fā)現(xiàn)α-SMA表達(dá)減少，平均腫瘤-肝臟質(zhì)量比降低，腹膜轉(zhuǎn)移也有所減少，由此得出CAF可在Navitoclax的誘導(dǎo)下發(fā)生凋亡，足以在減小腫瘤大小、抑制轉(zhuǎn)移方面起積極作用。Yu等[33]在對(duì)肝癌動(dòng)物模型進(jìn)行研究時(shí)提出，CAF在肝癌進(jìn)程中可發(fā)揮免疫作用，可增加T淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞的功能，在HCC中起有效促瘤作用，由此認(rèn)為清除CAF或可增強(qiáng)肝細(xì)胞的抗腫瘤免疫力。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，CAF作為腫瘤周圍細(xì)胞中的第二大類細(xì)胞，通過各種途徑協(xié)同參與腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲轉(zhuǎn)移及抗凋亡，在腫瘤微環(huán)境中所起的作用越來越突出。近年來，針對(duì)腫瘤微環(huán)境中各個(gè)組成部分的治療策略備受矚目，并取得了一定的成果，尤其是CAF相關(guān)的免疫療法、靶向治療等，成為對(duì)抗克服腫瘤的潛在診斷、治療方案，但仍有許多不足亟待解決：(1)CAF來源的多樣性決定了其異質(zhì)性，甚至不同階段的CAF在表型和功能上也呈現(xiàn)出差異，由此產(chǎn)生的差異在腫瘤的發(fā)生演變中或可起到不同的作用，因此如何精準(zhǔn)確定CAF的來源和亞型，并采用相對(duì)應(yīng)的CAF靶向藥物對(duì)腫瘤進(jìn)行精準(zhǔn)干預(yù)是目前面臨的難題[34]。(2)活化的CAF的促瘤性已得到證實(shí)，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)CAF的活化與炎癥、自噬等密切相關(guān)，為探尋更有效的抗腫瘤靶位，有待進(jìn)一步深入研究CAF活化的病理機(jī)制，以及其同腫瘤細(xì)胞之間相互作用的分子機(jī)制[35]。(3)當(dāng)前針對(duì)CAF的研究多數(shù)停留在體外實(shí)驗(yàn)或者動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，且研究數(shù)量有限，一方面，還需考量能否在人體內(nèi)發(fā)揮相似的作用機(jī)制;另一方面，CAF靶向治療相關(guān)藥物的安全性尚不明確，還需開展更多的臨床研究加以佐證。

作者貢獻(xiàn)聲明：胡曉負(fù)責(zé)擬定寫作思路，撰寫文章并最后定稿；毛德文教授負(fù)責(zé)對(duì)文章的知識(shí)性內(nèi)容做批判性審閱；牙程玉參與文章修訂。