劉大全，劉洪斌，李東華

胰腺癌腫瘤干細胞相關(guān)信號途徑研究進展

劉大全，劉洪斌，李東華

腫瘤干細胞；胰腺癌；分子信號途徑

腫瘤干細胞（cancer stem cells，CSC）是指腫瘤組織中少數(shù)具有無限增殖能力、自我更新能力和多項分化能力的細胞，在很大程度上正是腫瘤干細胞的存在決定了腫瘤的發(fā)生和發(fā)展[1-2]。另一方面，胰腺癌是臨床常見的惡性腫瘤之一，由于其惡性程度高，對化療藥物敏感度低，預(yù)后較差，因此對胰腺癌新的治療方法的探索具有重要意義[3-4]。我們就胰腺癌腫瘤干細胞相關(guān)分子信號途徑的研究進展進行綜述。

1 胰腺癌腫瘤干細胞的鑒定

目前大多數(shù)學者是根據(jù)腫瘤干細胞特殊的表面標志物對其進行鑒定的。其對腫瘤干細胞的鑒定還沒有形成統(tǒng)一的標準，常用的篩選標志分子有CD133、CD44、CD24和上皮細胞特異性抗原（epithelial-specific antigen，ESA;又稱為上皮細胞黏附分子epithelial cell adhesion molecule，Ep-CAM)。常用的胰腺癌腫瘤干細胞篩選方法為：使用流式細胞分離系統(tǒng)對CD133+；CD133++CXCR4+；CD44++CD24++ESA+；CD133++ABCG2+等細胞進行分選[5]。研究人員對原發(fā)性胰腺導(dǎo)管腺癌來源的細胞進行篩選，結(jié)果發(fā)現(xiàn)0.2%～0.8%的胰腺癌細胞為CD44++CD24++ESA+細胞[6]，1%～3%的胰腺癌細胞為CD133+細胞，在CD133+的細胞中10.3%～37.4%與CD44++CD24++ESA+細胞重疊[7],CD133++CXCR4+細胞則更容易在有轉(zhuǎn)移傾向的胰腺癌細胞中被篩選出來[7]。需要說明的是，CXCR4為基質(zhì)細胞衍生因子1（stromal cell-derived factor 1，SDF1)的受體，SDF1是腫瘤微環(huán)境中由成纖維細胞產(chǎn)生的一種趨化因子，由SDF1和CXCR4構(gòu)成的信號通路在腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要的作用[8]。雖然通過上述標準篩選出細胞的致瘤能力明顯高于普通胰腺癌細胞，但同時也說明目前還沒有制定出統(tǒng)一的腫瘤干細胞特異性鑒定方法，由于胰腺癌及其他惡性腫瘤的腫瘤干細胞具有表面抗原的多樣性，這也說明僅靠細胞表面抗原的識別方法，還難以準確地對腫瘤干細胞進行鑒定。

2 胰腺癌腫瘤干細胞的分子信號途徑

許多相對保守的信號通路對干細胞的自我更新起調(diào)節(jié)作用，并決定了干細胞的最終方向。對胰腺來說，這些信號通路在胚胎的形成和胰腺的自我更新時期都起著重要作用。有證據(jù)顯示，某些信號通路在胰腺癌腫瘤干細胞中被特異性的激活，并有可能成為胰腺癌新的治療靶位點。

2.1 胰腺癌腫瘤干細胞生長發(fā)育相關(guān)信號途徑 首先是PDX1基因途徑，PDX1是一個胰腺發(fā)育早期起重要作用的啟動基因，該基因所編碼的蛋白是胰十二指腸同源蛋白1（pancreas and duodenum homeobox protein 1,PDX1）。在胰腺自我更新時，PDX1會在胰腺導(dǎo)管細胞中短暫地表答。對胰腺導(dǎo)管腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，不論在mRNA水平還是在蛋白水平PDX1在腫瘤侵襲的邊緣區(qū)域都是高表達的[9]。而PDX1的表達程度又與腫瘤的大小、分化程度以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)。這些特性都與CD133+，CXCR4+的胰腺癌腫瘤干細胞的特性非常吻合[7]。

其次是Notch信號系統(tǒng)，Notch是非常保守的信號系統(tǒng)，其受體多與相鄰細胞間的膜結(jié)合配體結(jié)合而被激活。Notch途徑的激活過程是γ-分泌酶作用于Notch受體的細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域從膜上脫落，移位到細胞核調(diào)控基因表達，從而影響細胞的分化、增殖、凋亡、黏附、遷移和血管生成等過程。通過對胰腺癌動物模型和胰腺癌患者的癌組織的研究發(fā)現(xiàn)，不論是Notch途徑的組成元件還是其靶基因，在上述胰腺癌組織中都是高表達的[10]。動物實驗的結(jié)果提示，大劑量使用γ-分泌酶抑制劑可以抑制腸上皮細胞的增殖。目前一系列的γ-分泌酶抑制劑正在進行治療乳腺癌的I期和II期臨床試驗，其臨床療效還有待進一步明確[11]。

另外還包括Sonic Hedgehog（SHH）基因家族途徑，Hedgehog基因家族在生物體的發(fā)育過程中起重要的作用。研究表明，SHH在不同組織中均可促進干細胞的增殖，在許多腫瘤的發(fā)展過程中SHH途徑都有不同程度的激活。Li等[6]對CD44+、CD24+和 ESA+的胰腺癌腫瘤干細胞與正常胰腺上皮細胞中的SHH表達水平進行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者的表達水平是后者的46倍。這充分說明SHH信號途徑在胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展過程中是極度活躍的。Smoothened(SMO)是SHH途徑的一個重要組成部分，其特異性抑制劑為環(huán)王巴明（cyclopamine，是一種天然的甾體類生物堿）。使用SMO高表達的胰腺癌細胞株接種裸鼠，應(yīng)用cyclopamine治療后，腫瘤的體積明顯減小，其侵襲程度和轉(zhuǎn)移能力也明顯減弱[12-13]。目前SHH信號途徑與胰腺癌腫瘤干細胞相關(guān)性的研究正在開展，但對胰腺癌SHH途徑的探索性治療僅停留在體外實驗和動物實驗階段，針對胰腺癌患者SHH途徑的臨床治療還未正式開展。

2.2 胰腺癌腫瘤干細胞分子標志物相關(guān)信號途徑 首先是CD133途徑，細胞表面蛋白CD133是鑒定胰腺癌腫瘤干細胞的重要分子標志物。由胰腺癌組織分離出CD133+的腫瘤干細胞，其致瘤能力明顯高于普通胰腺癌細胞，此外，如果上述CD133+的腫瘤干細胞經(jīng)過接種、成瘤、二次分離后其致瘤能力則進一步增強[14]。Maeda等[15]對80例接受胰頭癌切除術(shù)的患者進行了一項研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然CD133的表達與否與腫瘤的分化程度及TNM分期無關(guān)，但擁有CD133+癌細胞的患者預(yù)后普便較差。雖然CD133的表達與胰腺癌患者的預(yù)后有一定的聯(lián)系，但目前積累的數(shù)據(jù)還不足以認定CD133是胰腺癌患者的生存指標之一。

其次是SDF1–CXCR4軸，無論是胚胎時期胰腺的形成還是損傷胰腺的修復(fù)都需α-趨化因子受體CXCR4及其配體SDF1的參與。SDF1–CXCR4可以促進細胞的增殖和遷移并促進胰管的形成。實驗研究表明：在胰腺癌腫瘤干細胞發(fā)生轉(zhuǎn)移之前如果使用特異性抑制劑（AMD-3100或AMD-070）阻斷CXCR4的表達，那么胰腺癌的轉(zhuǎn)移率將會明顯降低[16]。但是目前CXCR4抑制劑的臨床使用僅限于白血病和艾滋病，對胰腺癌的治療還沒有進入臨床應(yīng)用階段。

還有CD44途徑，CD44、CD22和ESA組合在一起也是鑒定胰腺癌腫瘤干細胞的分子標志物。CD44是透明質(zhì)酸的糖基化細胞表面受體，參與細胞之間和細胞與基質(zhì)之間的相互作用。CD44基因編碼的產(chǎn)物是一組結(jié)構(gòu)相似的CD44蛋白異構(gòu)體，其中CD44v6是轉(zhuǎn)移性腫瘤的分子標志物之一，也是評價胰導(dǎo)管腺癌預(yù)后的重要因素。一項針對42例手術(shù)切除的胰腺癌標本進行的免疫組化分析發(fā)現(xiàn)，CD44v6和CD44v2的表達程度與患者的生存率呈負相關(guān)[17]。Charrad等[18]使用抗CD44的單克隆抗體（H90和A3D8）來治療移植了人急性粒細胞白血病細胞的NoD–sCID小鼠，該抗體可以干擾腫瘤干細胞和細胞外基質(zhì)的相互作用，從而抑制癌細胞的增殖和誘導(dǎo)癌細胞凋亡。但到目前為止，對胰腺癌的抗CD44的方法還沒有進入臨床研究階段。

上皮細胞特異性抗原（epithelial-specific antigen,ESA）是一種細胞黏附分子并在上皮組織中廣泛表達，其在胰腺癌中也有較高的表達量。Fong等[19]對153例胰腺癌標本進行免疫組化分析，發(fā)現(xiàn)56%的標本中ESA是高表達的，而且對晚期胰腺癌的病例來說，ESA的表達水平與患者的生存率呈負相關(guān)。

PI3K–AKT–mTOR途徑參與腫瘤的生長、細胞的增殖、血管形成等過程。PI3K–AKT–mTOR途徑一方面能夠抑制促凋亡因子，另一方面還能夠激活凋亡抑制因子從而促進細胞增殖。而抑癌基因PTEN則通過負性調(diào)控PI3K–AKT–mTOR途徑而抑制細胞增殖，當PTEN低表達時，AKT活性增加進而激活Wnt信號途徑，刺激細胞持續(xù)增長，導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。有研究表明，如果胰腺癌細胞株中PTEN低表達時，那么該細胞將對抗癌藥物gemcitabine產(chǎn)生耐藥性[20]。AKT激活其靶蛋白mTOR的過程可以被rapamycin等藥物抑制，目前選擇性的AKT抑制劑對胰腺癌的治療研究已經(jīng)進入二期臨床研究階段[21]。

3 展望

雖然傳統(tǒng)的放、化療方法對胰腺癌的治療起到一定的作用，但其對腫瘤干細胞的殺傷作用卻并不明顯，未來胰腺癌的治療方向之一應(yīng)該從殺滅腫瘤干細胞的角度入手[22]。由于CD24、CD44、ESA、CD133和 CXCR4等信號分子不僅在胰腺癌腫瘤干細胞表面表達，同時在機體正常細胞上已有一定程度的表達，并且迄今為止胰腺癌腫瘤干細胞與其周圍細胞的界限劃分還不十分明確，那么對腫瘤干細胞的治療就存在一個藥物作用位點的特異性問題，如何能夠準確的區(qū)分和鑒定胰腺癌腫瘤干細胞是急需解決的重點問題之一[23]?？傊?，越來越多的研究表明，胰腺癌腫瘤干細胞已經(jīng)成為胰腺癌治療的新的靶點，隨著研究的不斷深入，可能會為胰腺癌的治療帶來新的希望。

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R735.9

A

1007-6948(2011)01-0116-03

10.3969/j.issn.1007-6948.2011.01.051

天津市南開醫(yī)院（中西醫(yī)結(jié)合急腹癥研究所）（天津 300100）

（收稿：2010-06-12 修回：2010-09-10）

（責任編輯 傅 強）

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