楊力俠，邢書(shū)娟，董明清

(西安外事學(xué)院醫(yī)學(xué)院，西安710077)

研究顯示，大多數(shù)來(lái)源于造血的實(shí)體瘤和惡性腫瘤中存在腫瘤干細(xì)胞(CSC)，其致瘤活性已在多種惡性腫瘤中得到證實(shí)[1]。CSC具有獨(dú)特的自我更新、增殖和分化能力，在不同類(lèi)型的惡性腫瘤中，CSC對(duì)腫瘤的進(jìn)展、耐藥性、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移均有顯著影響。因此，選擇性根除CSC成為一種有前途的腫瘤干預(yù)策略。近年研究報(bào)道了許多特異性靶向CSC的方法，如阻斷CSC的自我更新和存活、抑制ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ABC)、靶向CSC表面標(biāo)志物、抑制干細(xì)胞相關(guān)通路、清除腫瘤微環(huán)境等，此外，免疫治療、激素治療、miRNA與siRNA的傳遞和基因敲除、小分子藥物、核酸和抗體藥物等亦能選擇性地破壞CSC[2～6]?，F(xiàn)將CSC靶向治療的研究進(jìn)展綜述如下。

1 靶向CSC特異性表面標(biāo)志物

CSC具有高度可塑性，隱藏在腫瘤中，不易識(shí)別和根除?？笴SC治療首先涉及到對(duì)各種CSC特異性細(xì)胞表面標(biāo)志物的識(shí)別，從而正確識(shí)別和靶向特定腫瘤的干細(xì)胞群體。CD24、CD26、CD44、CD133、CD166、ALDH、EpCAM均是CSC特異性表面標(biāo)志物，CD24、CD34、CD44、CD133、CD166、ALDH1被用來(lái)鑒定實(shí)體瘤中的CSC，CD29、CD44、CD133、CD166、EpCAM等的關(guān)鍵功能是介導(dǎo)細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境的黏附。一些標(biāo)志物具有CSC廣泛表達(dá)的特性，如MET廣泛表達(dá)于CSC中，與CSC侵襲、擴(kuò)增及干性維持相關(guān)；而一些標(biāo)志物是細(xì)胞特異性的，如Lgr5是一種腸道CSC標(biāo)志物，僅在結(jié)腸癌患者及結(jié)腸癌動(dòng)物模型中表達(dá)。

細(xì)胞表面標(biāo)志物的鑒定是靶向CSC的關(guān)鍵，因此科研工作者針對(duì)細(xì)胞標(biāo)志物開(kāi)發(fā)出各種類(lèi)型腫瘤精確的治療方案。Jin等[2]報(bào)道，對(duì)NOD/SCID-人急性髓系白血病移植小鼠模型給予活化的抗CD44單克隆抗體治療，結(jié)果顯示白血病細(xì)胞數(shù)量顯著減少。Kikushige等[3]報(bào)道，TIM-3特異表達(dá)于CD34+CD38-的人急性髓系白血病CSC中，向人類(lèi)白血病CSC中加入TIM-3抗體，靶向CSC特異性標(biāo)志物TIM-3，結(jié)果顯示TIM-3抗體能夠選擇性阻斷人類(lèi)AML在NOD-SCID小鼠中的移植和(或)發(fā)育，提示TIM-3抗體可特異性清除人類(lèi)白血病CSC。CD133是識(shí)別人類(lèi)大腦正常神經(jīng)前體細(xì)胞的標(biāo)志物，也被用來(lái)富集CSC。Brescia等[4]報(bào)道，對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者給予靶向CD133治療，通過(guò)沉默人膠質(zhì)瘤神經(jīng)球中的CD133，破壞了神經(jīng)球細(xì)胞的自我更新和致瘤能力。顯示了CD133具有顯著的抗癌治療潛力。CD13是一種特異性的肝CSC標(biāo)志物。Haraguchi等[5]報(bào)道，靶向CD13可顯著抑制腫瘤細(xì)胞的自我更新和休眠CSC的活化。

2 靶向信號(hào)通路

CSC保留標(biāo)志性的干細(xì)胞樣特性，可通過(guò)修飾或解除控制的Wnt/β-catenin、Notch、Bcl-2、Hedgehog、PI3K/Akt、PTEN和NF-κB等信號(hào)通路調(diào)節(jié)CSC的自我更新和分化。這些分子及其相關(guān)信號(hào)級(jí)聯(lián)的詳細(xì)信息對(duì)于制定有效的對(duì)抗CSC介導(dǎo)的腫瘤治療策略至關(guān)重要。

2.1 Wnt/β-catenin信號(hào)通路 Wnt信號(hào)通路由β-catenin和TCF激活，導(dǎo)致c-MYC、CCND1/2、Axin2、SOX4、TCF7、ASCL2、LGR5等靶基因表達(dá)，用于保持CSC的自我更新，使其保持在未分化狀態(tài)。Wu等[6]報(bào)道，Wnt/β-catenin信號(hào)在皮膚癌中維持CSC的表型與干性。Mei等[7]通過(guò)在肺癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)RIF1(Wnt通路的正調(diào)節(jié)因子)誘導(dǎo)細(xì)胞周期進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin信號(hào)通路在維護(hù)CSC的增殖和CSC特性中起重要作用。由癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs)釋放的肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)介導(dǎo)的癌細(xì)胞Wnt信號(hào)通路的激活有助于促進(jìn)癌細(xì)胞向CSC的去分化，因此Wnt信號(hào)通路的激活與CSC的發(fā)生有關(guān)。

Chen等[8]認(rèn)為，有兩類(lèi)可以破壞Wnt通路反應(yīng)的抑制因子，一類(lèi)抑制Porcupine(一種膜結(jié)合的酰基轉(zhuǎn)移酶，對(duì)Wnt蛋白的產(chǎn)生至關(guān)重要)的活性，另一類(lèi)抑制軸蛋白(Wnt/β-catenin通路活性的抑制劑)的活性，可實(shí)現(xiàn)體內(nèi)Wnt/β-catenin通路的短暫、可逆抑制。因此，在不對(duì)正常干細(xì)胞功能造成永久性損傷的情況下，通過(guò)短期抑制病理Wnt反應(yīng)，可以達(dá)到抗癌治療的目的。Krishnamurthy等[9]報(bào)道，Porcupine選擇性抑制劑LGK974及小分子抑制劑ETC-159在體內(nèi)阻斷Wnt信號(hào)通路和腫瘤生長(zhǎng)，F(xiàn)H535、PKF115-584、ICG-001、PKF118-310、NCB-0846、CWP232291等通過(guò)抑制軸蛋白即通過(guò)靶向Wnt/β-catenin信號(hào)通路抑制CSC的活性。抗Wnt1/Wnt2單克隆抗體OMP-18R5、OMP-54F28、Foxy-5、OTSA101已被證明是體外有效的抗腫瘤方法。

2.2 Hedgehog信號(hào)通路 Hedgehog信號(hào)通路與胚胎發(fā)育過(guò)程中干細(xì)胞的維持有關(guān)，通過(guò)兩個(gè)跨膜蛋白Patched和Smoothened向胞內(nèi)傳遞信號(hào)，Hedgehog過(guò)度激活可導(dǎo)致多種器官發(fā)生腫瘤。Hedgehog通路抑制劑環(huán)巴胺可通過(guò)阻斷Hedgehog介導(dǎo)的信號(hào)通路，抑制腫瘤生長(zhǎng)、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。GDC-0449(Genentech′s公司)通過(guò)靶向Smoothened抑制Hedgehog信號(hào)發(fā)揮抗腫瘤作用，在晚期基底細(xì)胞癌患者中顯示出良好的治療效果。同樣針對(duì)Hedgehog信號(hào)通路的藥物MK0752(Merck公司)、R04929097(Roche公司)、PF-03084014(Pfizer公司)、LY450139(Eli Lilly公司)已進(jìn)入臨床試驗(yàn)，同時(shí)一些作用于Hedgehog信號(hào)通路的小分子Vismodegib、BMS-833923、Saridegib、Sonidegib、PF-04449913、LY2940680、LEQ506、TAK-441等亦被報(bào)道單一治療對(duì)多種癌癥具有療效。

2.3 Notch信號(hào)通路 Notch信號(hào)通路與CSC的持續(xù)自我更新能力有關(guān)。當(dāng)Notch受體與Notch配體DLL-4結(jié)合時(shí)，Notch受體被γ-分泌酶裂解成穩(wěn)定的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(NICD)，NICD可以轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核內(nèi)，激活Notch靶基因的轉(zhuǎn)錄，包括HES家族基因、HEY家族基因、NRARP等。Baker等[10]報(bào)道，在乳腺癌中Notch通過(guò)抑制磷酸酶和PTEN促進(jìn)CSC存活。因此，Notch通路可作為清除CSC的治療靶點(diǎn)。Harrison等[11]報(bào)道，抑制Notch1及Notch4信號(hào)通路可降低CD44+CD24low亞群比例，降低乳腺癌CSC活性，抑制了腫瘤的發(fā)生。Yabuuchi等[12]報(bào)道，選擇性γ-分泌酶抑制劑PF-03084014能夠抑制Notch1細(xì)胞分裂和Hey-1、HES-1的激活，其單獨(dú)或與吉西他濱聯(lián)合用于胰腺癌異種移植模型，通過(guò)誘導(dǎo)凋亡抑制CSC，從而有效的抑制腫瘤的生長(zhǎng)與擴(kuò)散。Notch3過(guò)表達(dá)可導(dǎo)致CSC擴(kuò)增，從而增加腫瘤細(xì)胞對(duì)鉑藥的耐藥，而Notch3通路抑制劑GSI(γ-分泌酶抑制劑)可通過(guò)減少CSC數(shù)量增加腫瘤對(duì)鉑藥的敏感性，如Ceccarelli等[13]報(bào)道了卵巢癌中Notch3在CSC介導(dǎo)的耐藥中的作用，推測(cè)Notch3可能成為對(duì)抗卵巢癌CSC的新靶點(diǎn)。

3 靶向腫瘤微環(huán)境

腫瘤微環(huán)境是腫瘤細(xì)胞存在的周邊環(huán)境，影響腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。CSC存在于一種更小的特化腫瘤微環(huán)境niches，這個(gè)niches上包含了與腫瘤微環(huán)境相似的細(xì)胞和非細(xì)胞成分，包括癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞以及細(xì)胞外基質(zhì)等。不同類(lèi)型腫瘤的腫瘤微環(huán)境及其CSC niches不同。這些微環(huán)境維持了CSC的干細(xì)胞特性如表型、可塑性，并保護(hù)其免受藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，促進(jìn)其轉(zhuǎn)移。因此，靶向CSC niches可能是控制腫瘤進(jìn)展及其治療的有力工具。

3.1 靶向腫瘤相關(guān)基質(zhì)細(xì)胞 癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(M2細(xì)胞)是腫瘤微環(huán)境中最重要的兩種細(xì)胞，這些細(xì)胞在各種腫瘤的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，抑制這些基質(zhì)細(xì)胞可能會(huì)減少CSC生長(zhǎng)。Gao等[14]認(rèn)為，在肝細(xì)胞癌中，癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞分泌的OPN在CSC中積累，OPN水平高的CSC對(duì)DNA甲基化抑制劑(如5-azacytidine)更為敏感。癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞還可分泌大量TGF-β于腫瘤微環(huán)境內(nèi)，Zuo等[15]使用LY364947抑制TGF-β信號(hào)，增加CSC對(duì)納米藥物的穿透率，提高對(duì)CSC的清除效率，達(dá)到了較好的抗腫瘤效果。M2細(xì)胞通過(guò)與腫瘤進(jìn)展相關(guān)的細(xì)胞(包括Th2細(xì)胞、癌相關(guān)成纖維細(xì)胞、癌細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和骨髓來(lái)源的抑制細(xì)胞)相互作用來(lái)發(fā)揮這些功能。

3.2 靶向腫瘤缺氧 缺氧是腫瘤微環(huán)境的共同特征。缺氧通過(guò)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)基因的激活和自噬過(guò)程參與CSC的耐藥性，細(xì)胞外基質(zhì)的組成與缺氧有直接關(guān)系，因此細(xì)胞外基質(zhì)在CSC的產(chǎn)生中起關(guān)鍵作用。Hout等[16]報(bào)道，HIF-1和HIF-2α是癌癥缺氧反應(yīng)的重要因子，HIF-1通過(guò)激活TWIST1調(diào)節(jié)EMT的表達(dá)，從而調(diào)節(jié)CSC活性；而HIF-2α通過(guò)激活Sox2、OCT4、CD44等干細(xì)胞因子起作用。缺氧亦可以通過(guò)激活CSC中的自噬過(guò)程，彌補(bǔ)ATP的不足，增加代謝營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)細(xì)胞的存活并上調(diào)干性相關(guān)基因。CSC的自噬可以通過(guò)抑制或過(guò)度激活失巢凋亡實(shí)現(xiàn)。Talukdar等[17]報(bào)道，自噬抑制劑能夠抑制多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的CSC，自噬過(guò)度激活可啟動(dòng)毒性自噬過(guò)程，降低CSC的存活率。

3.3 靶向CSC代謝通路 代謝通路在CSC基因組改變及干性維持方面具有重要作用。CSC依賴(lài)于OXPHOS代謝或高糖酵解的代謝(如缺氧)，并且表現(xiàn)出代謝可塑性和高度靈活性，以適應(yīng)不同的微環(huán)境。另外維持CSC干性的多種信號(hào)通路影響CSC的代謝通路，但線(xiàn)粒體功能對(duì)CSC功能如干性、遷移和耐藥性至關(guān)重要。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體和糖酵解酶如GLUT1-4、己糖激酶1-2、丙酮酸激酶M2和乳酸脫氫酶是目前抑制CSC糖酵解代謝的靶點(diǎn)。依賴(lài)于OXPHOS的CSC可以通過(guò)損害線(xiàn)粒體能量代謝作為靶點(diǎn)。研究表明，二甲雙胍和Phenformin能夠抑制CSC中的電子傳遞鏈復(fù)合物Ⅰ，并通過(guò)能量危機(jī)導(dǎo)致細(xì)胞死亡。De Francesco等[18]通過(guò)四環(huán)素抑制線(xiàn)粒體核糖體合成線(xiàn)粒體蛋白來(lái)阻斷線(xiàn)粒體OXPHOS，從而對(duì)CSC產(chǎn)生毒性。同樣，線(xiàn)粒體伴侶TRAP1抑制劑Gamitrinib也可以靶向線(xiàn)粒體代謝，導(dǎo)致線(xiàn)粒體蛋白折疊功能受損，從而抑CSC。越來(lái)越多的證據(jù)表明，靶向線(xiàn)粒體OXPHOS可能是靶向CSC、減少癌癥轉(zhuǎn)移和化療耐藥性的有效策略。另外CSC高度依賴(lài)脂質(zhì)代謝來(lái)滿(mǎn)足其能量需求，靶向脂質(zhì)代謝亦成為研究的熱點(diǎn)。代謝底物天冬氨酸、谷氨酰胺和脂肪酸等均影響代謝的過(guò)程。研究表明，天冬氨酸可能是腫瘤生長(zhǎng)的限速代謝物，靶向天冬氨酸的胞內(nèi)運(yùn)輸可能是治療腫瘤的一個(gè)新策略。

4 靶向ATP結(jié)合盒(ABC)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在CSC中高表達(dá)，且ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)與CSC的多藥耐藥有關(guān)[3]。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可減少各種治療藥物的細(xì)胞積累，因此CSC對(duì)更高劑量的抗癌藥物具有相對(duì)更強(qiáng)的耐藥性。參與癌癥多藥耐藥(MDR)的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白包括經(jīng)典的p-糖蛋白(MDR1、ABCB1)，多藥耐藥相關(guān)蛋白(MRPs、ABCC亞家族)，以及ABC半轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ABCG2。Fumitremorgin C、Tryprostatin等藥物通過(guò)抑制ABCG2泵的作用從而對(duì)CSC有增敏和殺傷作用，而基于靶向ABCB5的單克隆抗體可使人類(lèi)惡性黑色素瘤患者對(duì)抗癌藥物阿霉素敏感。環(huán)孢素A、VX710、Tariquidar等小分子抑制劑或單克隆抗體等可用于直接抑制ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。以上研究表明轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在MDR中的重要性，靶向這些外排泵可能是癌癥治療中控制MDR的有效方法。

5 靶向miRNA

miRNA是一種小的非編碼RNA，通過(guò)與靶向mRNA結(jié)合或通過(guò)翻譯修飾來(lái)調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。CSC異常表達(dá)多種miRNA，與CSC相關(guān)EMT、轉(zhuǎn)移、血管生成和耐藥性相關(guān)。不同miRNA在CSC中的差異表達(dá)譜使其成為治療MDR的潛在生物標(biāo)志物，并具有靶向CSC各種特性的生物學(xué)特異性，通過(guò)控制致癌或抑癌miRNA表達(dá)成為一種新的癌癥治療方法。

某些特定癌癥類(lèi)型中的CSC特異性miRNA可能會(huì)調(diào)控某些CSC生物表型。Sun等[19]發(fā)現(xiàn)，某些致癌miRNA如LIN-28B、miR-9、miR-181、miR-93、miR-215，對(duì)CSC引起的腫瘤發(fā)生或耐藥起作用。miR-4319在乳腺癌中調(diào)節(jié)CSC的發(fā)生和自我更新；miR-93通過(guò)靶向自噬調(diào)控膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的致瘤性和治療反應(yīng)。miR-18a-5p在肺癌中通過(guò)下調(diào)HIF-1α表達(dá)抑制CSC的功能。

某些特異性miRNA在不同的組織中表現(xiàn)出不同的調(diào)節(jié)方式，如miR-34a在前列腺CSC中的低表達(dá)導(dǎo)致雄激素受體和CD44的激活；在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中通過(guò)引起細(xì)胞周期阻滯、凋亡對(duì)CSC進(jìn)行調(diào)節(jié)；而在乳腺CSC中，miR-34a直接靶向CD44抑制CSC；p53可直接靶向miR-34b/miR-34c，該miRNA在p53缺陷的卵巢癌細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)。

某些特異性miRNA通過(guò)靶向信號(hào)通路或細(xì)胞表面標(biāo)志物等發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，Kaur等[21]報(bào)道，miR-320靶向β-catenin mRNA的3′UTR區(qū)，從而抑制β-catenin表達(dá)。Garcinol通過(guò)調(diào)節(jié)miR-200c下調(diào)Notch1信號(hào)通路，抑制人胰腺癌CSC的致癌特性[22]。Let 7 miRNA通過(guò)抑制cyclin D1/Akt1/Wnt1信號(hào)通路，使乳腺癌CSC對(duì)輻射誘導(dǎo)的抑制敏感[23]。miRNA可以調(diào)控這些通路之間的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，并與通路分子形成CSC信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，從而控制CSC的自我更新和分化。因此，靶向目標(biāo)miRNA調(diào)節(jié)CSC為癌癥治療提供了一種新的思路。siRNA也可以用于靶向治療，有報(bào)道稱(chēng)si-Akt2對(duì)CSC介導(dǎo)的乳腺腫瘤復(fù)發(fā)有抑制作用[24]。

CSC具有復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，除上述靶向腫瘤的方法外，免疫療法、激素療法、靶向細(xì)胞因子、納米遞送系統(tǒng)等均被用于CSC的治療，各種策略均有一定的效果，但由于CSC的復(fù)雜性、異質(zhì)性和可塑性，單一方法并不能根除CSC。對(duì)于不同組織中CSC身份的鑒定、腫瘤中的精確位置以及確定的靶向方法的研究仍然任重而道遠(yuǎn)。提高對(duì)CSC特征及其介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的認(rèn)識(shí)，有助于開(kāi)發(fā)針對(duì)CSC更有效的治療方法。