楊熙華綜述 陳建思 審校

作者單位：530021 南寧 廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院胃腸外科；△廣西醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院

綜述

胃癌干細(xì)胞的研究進(jìn)展

楊熙華△綜述 陳建思 審校

作者單位：530021 南寧 廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院胃腸外科；△廣西醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院

胃癌是最常見的惡性腫瘤之一，近年提出的“腫瘤干細(xì)胞學(xué)說(shuō)”認(rèn)為胃癌是一類干細(xì)胞疾病。胃癌干細(xì)胞（gastric cancer stem cells，GCSCs）在胃癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)、治療及預(yù)后等均有重要的作用，本文就胃癌干細(xì)胞學(xué)說(shuō)、胃癌干細(xì)胞的來(lái)源、分子信號(hào)調(diào)控機(jī)制及針對(duì)胃癌干細(xì)胞的靶向治療等進(jìn)行綜述。

腫瘤干細(xì)胞/癌干細(xì)胞；胃癌；靶向治療；預(yù)后

胃癌是最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和死亡率均位居前列。盡管綜合運(yùn)用多種治療手段，但胃癌的術(shù)后復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移率仍較高，治療效果難以令人滿意。近年的研究認(rèn)為，胃癌組織中有一小部分（0.01%～1%）與干細(xì)胞相似具有自我更新、無(wú)限增殖和多向分化等潛能的特殊腫瘤細(xì)胞，即腫瘤干細(xì)胞（cancer stem cells，CSC）或腫瘤起始細(xì)胞（tumor initiating cells，TIC），其在一定條件下可促進(jìn)癌細(xì)胞生長(zhǎng)，導(dǎo)致術(shù)后復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。換言之，胃癌也是一種干細(xì)胞疾病，為了更好地了解胃癌干細(xì)胞（gastric cancer stem cells，GCSCs）在胃癌發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、治療及預(yù)后中的作用，本文就胃癌干細(xì)胞學(xué)說(shuō)、胃癌干細(xì)胞來(lái)源、分子調(diào)控機(jī)制、靶向治療和胃癌干細(xì)胞對(duì)預(yù)后的影響等進(jìn)行綜述。

1 腫瘤干細(xì)胞學(xué)說(shuō)

19世紀(jì)歐洲病理學(xué)家首次提出腫瘤干細(xì)胞假說(shuō)，認(rèn)為腫瘤組織本身是一個(gè)異質(zhì)體，與正常組織一樣，均由處于各種分化階段的細(xì)胞組成，其中有少數(shù)的干細(xì)胞樣細(xì)胞，具有自我更新和分化潛能。2001年研究者提出完整的腫瘤干細(xì)胞學(xué)說(shuō)［1］。近年來(lái)，美國(guó)腫瘤研究協(xié)會(huì)達(dá)成對(duì)腫瘤干細(xì)胞一致的定義：指在腫瘤中具有自我更新能力并能導(dǎo)致多樣癌細(xì)胞譜系，具有致瘤能力的一群細(xì)胞［2］。

1997年，Bonnet和Dick最先在急性粒細(xì)胞白血病中證實(shí)了一小群表面標(biāo)志物為CD34+CD38-亞群的腫瘤干細(xì)胞的存在。2003年，Al-Hajj等［3］從人乳腺癌分離鑒定出表面標(biāo)志物為CD44+CD24-/lowESA+的乳腺癌干細(xì)胞。隨后，在多種實(shí)體腫瘤中都成功證實(shí)腫瘤干細(xì)胞的存在，支持了腫瘤干細(xì)胞學(xué)說(shuō)。目前認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞存在的金標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)體瘤中少量帶有特定標(biāo)志物的腫瘤細(xì)胞能在免疫缺陷鼠體內(nèi)形成移植瘤［4］。

2 胃癌干細(xì)胞存在的依據(jù)

Takaishi等［5］進(jìn)行的體外實(shí)驗(yàn)中，將分選出的CD44+胃癌細(xì)胞加入只含有表皮生長(zhǎng)因子（epidermal growth factor，EGF）和堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）的無(wú)血清培養(yǎng)基中培養(yǎng)，數(shù)周后形成“球形集落”。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)是將少量分選的具有干細(xì)胞特性的胃癌細(xì)胞植入免疫缺陷鼠（NOD/SCID鼠）皮下或胃黏膜下數(shù)周后可成瘤。最近，Han等［6］取新鮮手術(shù)標(biāo)本的胃癌細(xì)胞進(jìn)行原代培養(yǎng)，然后從中分離出少量帶有特異標(biāo)志物的胃癌細(xì)胞，植入免疫缺陷的裸鼠皮下可形成腫瘤。以上研究均表明帶有特異性標(biāo)志物的少量陽(yáng)性細(xì)胞可在免疫缺陷的鼠體內(nèi)成瘤，這些結(jié)果均支持胃癌干細(xì)胞的存在。

3 胃癌干細(xì)胞的來(lái)源

胃癌干細(xì)胞的起源目前尚不清楚，普遍認(rèn)為可能來(lái)源于胃干細(xì)胞（gastric stem cells，GSC）或骨髓干細(xì)胞（bone marrow stem cells，BMSC）。

3.1 胃干細(xì)胞（gastric stem cells，GSC）

胃干細(xì)胞定位于腺體峽部區(qū)域，各種前體細(xì)胞由此向上或向下雙向遷移分化，最終形成成熟的有功能的胃黏膜細(xì)胞。由于胃腸道上皮細(xì)胞更新速度較快，幾天之內(nèi)就會(huì)脫落，所以上皮細(xì)胞的突變一般不足以形成惡變，而干細(xì)胞壽命較長(zhǎng)，更容易累積突變，正因?yàn)槿绱耍藗兤毡檎J(rèn)為是由于干細(xì)胞突變導(dǎo)致惡性腫瘤發(fā)生。Karam等［7］研究表明在TFF1（trefoil factor 1）基因敲除小鼠模型中，胃腺腔中前體細(xì)胞增多，胃上皮干細(xì)胞在胃癌發(fā)生過(guò)程中增生并侵襲，小凹上皮細(xì)胞干細(xì)胞與腺體黏液細(xì)胞干細(xì)胞在胃癌發(fā)生過(guò)程中起到了關(guān)鍵作用，支持了胃癌起源于胃干細(xì)胞的觀點(diǎn)。

3.2 骨髓干細(xì)胞（bone marrow stem cells，BMSC）

Krause等［8］發(fā)現(xiàn)純化的單一小鼠骨髓造血干細(xì)胞移植數(shù)月后，骨髓造血干細(xì)胞可分化為肺、胃腸道及皮膚的上皮細(xì)胞，提示骨髓造血干細(xì)胞可以分化成血源性和非血源性的成熟細(xì)胞。Quante等［9］應(yīng)用已經(jīng)建立的H.felis/C57BL/6小鼠模型，進(jìn)行致死量放療后，輸入表達(dá)半乳糖苷酶的轉(zhuǎn)基因小鼠C57BL/6的骨髓細(xì)胞，然后用半乳糖苷酶染色來(lái)追蹤骨髓細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)在感染幽門螺桿菌時(shí)，骨髓來(lái)源的干細(xì)胞會(huì)匯聚到胃黏膜處，在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞參與及一定的外部環(huán)境、微環(huán)境下促使胃黏膜發(fā)生化生、不典型增生及癌變。

總之，胃癌干細(xì)胞可能的起源均是基于現(xiàn)象分析和理論推斷，進(jìn)一步研究尚需用特異性標(biāo)志來(lái)追蹤了解胃癌干細(xì)胞增殖、分化的途徑。

4 胃癌干細(xì)胞的分子調(diào)控機(jī)制

信號(hào)通路在調(diào)控干細(xì)胞增殖、分化中具有重要作用。研究表明，腫瘤干細(xì)胞與正常干細(xì)胞具有共用的調(diào)節(jié)自我更新、增殖分化的信號(hào)通路，其中包括Wnt、Hedgehog、Notch、BMP（bone morphogenic proteins）等信號(hào)通路［10］，當(dāng)某些關(guān)鍵基因發(fā)生突變導(dǎo)致通路紊亂或過(guò)度激活，都可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。

4.1 Wnt/β-catenin信號(hào)通路

Wnts是一類鏈接于細(xì)胞表面受體、在啟動(dòng)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)、修復(fù)胃上皮細(xì)胞中起重要作用的分泌性糖蛋白。Wnt/β-catenin信號(hào)通路可能參與調(diào)控胃干細(xì)胞的分化、增生及凋亡，該通路的異常激活可能誘發(fā)腫瘤。Oshima等［11］在K19-Wnt1轉(zhuǎn)基因小鼠模型中已證實(shí)Wnt信號(hào)通路在維持胃體峽部區(qū)域祖細(xì)胞的未分化狀態(tài)中具有重要作用，實(shí)驗(yàn)中觀察到該信號(hào)的異常激活可使祖細(xì)胞數(shù)目顯著增多。Ishimoto等［12］的研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)一種具有慢循環(huán)特征的CD44+干細(xì)胞樣亞群細(xì)胞持續(xù)定植于小鼠胃腔柱狀上皮連接處，當(dāng)同時(shí)激活PGE2（prostaglandin E2），CD44+干細(xì)胞樣細(xì)胞的數(shù)量顯著增加，促使胃癌形成。另外，可溶性Wnt拮抗劑在胃癌的發(fā)生中具有抑制作用。Cai等［13］的研究表明阻滯Wnt信號(hào)通路可抑制腫塊的自我更新、增殖能力，相反，激活該通路可提高胃癌中腫瘤干細(xì)胞自我更新、增殖能力。此外，已證實(shí)還有其他的分子或蛋白參與該過(guò)程，如β-catenin蛋白過(guò)度表達(dá)的胃癌干細(xì)胞相比β-catenin蛋白低表達(dá)者有更高的致瘤潛能。

4.2 Hedgehog信號(hào)通路

在胚胎發(fā)生過(guò)程中，細(xì)胞分化和器官形成需要Hedgehog信號(hào)通路調(diào)節(jié)，在成體一些組織器官Hedgehog信號(hào)通路仍然活躍，調(diào)節(jié)干細(xì)胞靜止與增殖。Hedgehog基因在不同組織中過(guò)度表達(dá)或靶基因突變等，均可導(dǎo)致細(xì)胞特異性增生，參與腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。Hedgehog在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)3個(gè)同源基因：sonic hedgehog（Shh）、indian hedgehog（Ihh）和desert hedgehog（Dhh）。Hedgehog信號(hào)通路的異常激活與胃癌的不良分化及侵襲性緊密相關(guān)。Song等［14］初步鑒定出懸浮細(xì)胞球?yàn)槟[瘤干細(xì)胞富集，其Ptch1（patched 1）和Gli1（glioma-associated oncogene 1）（Shh通路的靶基因）明顯升高，在Shh通路的特異抑制劑環(huán)巴胺和5E1的作用下，懸浮細(xì)胞球的自我更新能力和抗化療能力明顯下降，由此認(rèn)為Shh途徑是維護(hù)人胃癌干細(xì)胞樣細(xì)胞的必要條件。胃癌干細(xì)胞所具有的相對(duì)特異或高表達(dá)的信號(hào)通路，可能是其能夠有別于普通腫瘤細(xì)胞特性的關(guān)鍵，通過(guò)細(xì)胞信號(hào)的異常表達(dá)，在細(xì)胞增殖、分化、凋亡時(shí)出現(xiàn)紊亂，從而具有高致瘤性。

此外，目前研究較多的Notch信號(hào)通路、BMP信號(hào)通路等也參與胃癌干細(xì)胞的自我更新、增殖、分化及凋亡，在胃癌的發(fā)生、發(fā)展中扮演重要角色，各種信號(hào)通路有其自身的調(diào)節(jié)領(lǐng)域及側(cè)重點(diǎn)。同時(shí)，各信號(hào)通路之間并不是孤立的，而是存在大量“竄話”相互協(xié)同來(lái)調(diào)控腫瘤的發(fā)生［15］。

5 胃癌干細(xì)胞與靶向治療

部分靜止的CSC逃脫了化療藥物的損傷，從而成為腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移、藥物抵抗及臨床療效不佳的根源［16］。眾多靶向藥物的出現(xiàn)為腫瘤患者生存期的延長(zhǎng)和生活質(zhì)量的改善帶來(lái)新的希望。靶向治療的策略有：⑴阻滯Wnt、Hedghog、Notch、BMP等信號(hào)通路，抑制CSC的自我更新、增殖［13，14，17］。⑵研發(fā)針對(duì)CSC表達(dá)的特定抗原的單克隆抗體，結(jié)合分子成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)早期診斷并有效地破壞腫瘤起始細(xì)胞，提高療效［18］。⑶抑制受損DNA的修復(fù)能力、下調(diào)抗凋亡蛋白或ABC（ATP-Binding Cassette）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)水平，提高CSC的化療敏感性［19，20］。⑷找到“喚醒且殺滅”靜止?fàn)顟B(tài)CSC的方法或途徑，如刺激細(xì)胞分化，增強(qiáng)其對(duì)化療的敏感性［16］。⑸通過(guò)上皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化的方式，誘導(dǎo)CSC分化成其終末細(xì)胞，抑制CSC增殖［21］。

理想的靶向治療藥物應(yīng)當(dāng)是選擇性抑制、損傷CSC而對(duì)正常干細(xì)胞無(wú)干擾、損傷作用。Jiang等［22］在胃原發(fā)腫瘤模型中發(fā)現(xiàn)，曲妥珠單抗可以減少該模型中細(xì)胞表面標(biāo)志物CD90+的細(xì)胞比率和抑制腫瘤的生長(zhǎng)。Yashiro等［23］研究發(fā)現(xiàn)抑制c-met基因可增加胃癌干細(xì)胞對(duì)基于伊利替康為基礎(chǔ)的化療方案的敏感性。盡管目前研發(fā)的靶向藥物均不甚理想，相信隨著腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物與基因、分子信號(hào)通路調(diào)控之間關(guān)系的深入研究，可能找到較理想的、可用于胃癌治療的靶向藥物，靶向治療有望成為胃癌治療的重要手段。

6 胃癌干細(xì)胞對(duì)預(yù)后的影響

目前臨床主要關(guān)注病理類型、病理分級(jí)及臨床分期及治療手段敏感性對(duì)預(yù)后的影響。近年的研究表明腫瘤干細(xì)胞及其標(biāo)志物在實(shí)體腫瘤中的表達(dá)與預(yù)后緊密相關(guān)。Ryu等［24］的研究證實(shí)CD44+干細(xì)胞樣細(xì)胞的高表達(dá)聯(lián)合上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)型可作為具有生物學(xué)侵襲行為的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)，并且是原發(fā)性胃癌療效預(yù)測(cè)的獨(dú)立預(yù)后因素之一。Golestaneh等［25］在比較人胃癌細(xì)胞株MKN-45腫瘤細(xì)胞的研究中觀察到，CSC與其它腫瘤細(xì)胞有不同的表達(dá)差異：其致瘤過(guò)程中mRNA-21 and mRNA-302的表達(dá)升高，而mRNA-372、mRNA-373和mRNA-520c-5p的表達(dá)水平下降，因此可測(cè)定這些mRNA表達(dá)水平的差異，間接反映腫瘤干細(xì)胞在癌組織中的比例。由于這些微小分子RNA參與癌細(xì)胞重要生物程序的調(diào)控［26～28］，其表達(dá)量的高低與癌細(xì)胞的生物學(xué)特性有關(guān)，可為預(yù)后提供參考。

7 問題與展望

目前，胃癌干細(xì)胞研究已成為近年來(lái)胃癌研究的熱點(diǎn)，但仍存在許多有待解決的問題［29］：⑴胃癌干細(xì)胞起源仍有爭(zhēng)議，胃癌干細(xì)胞的獲取尚無(wú)公認(rèn)的標(biāo)志物及方法；⑵尚無(wú)較理想的動(dòng)物模型可以準(zhǔn)確模擬人體胃癌干細(xì)胞的生物學(xué)特性［30］；⑶腫瘤微環(huán)境對(duì)于胃癌的發(fā)生、發(fā)展具有重要作用，但各信號(hào)通路調(diào)控機(jī)制尚未完全清楚，胃癌干細(xì)胞標(biāo)志物是否能作為靶向治療的靶點(diǎn)值得思考［31］。

綜上所述，胃癌干細(xì)胞的學(xué)說(shuō)盡管仍有許多問題尚未明確，但該學(xué)說(shuō)及其相關(guān)研究將為人類早日攻克腫瘤開辟新的方向和帶來(lái)新的希望，有關(guān)方面有待進(jìn)一步深入研究。

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［2014-03-11收稿］［2014-05-06修回］［編輯 游雪梅］

R735.2

A

1674-5671（2014）03-04

10.3969/j.issn.1674-5671.2014.03.22

廣西衛(wèi)生廳科研基金資助項(xiàng)目（Z2014254；重200868）

陳建思。E-mail：jiansi_chen@126.com