彭佩純 歐和生 羅雪蘭 楊 鵬 魏江存 覃裕旺 文 彬

(1 廣西國際壯醫(yī)醫(yī)院科技部，南寧市 530201，電子郵箱：806680905@qq.com；2 廣西中醫(yī)藥大學附屬瑞康醫(yī)院感染科，南寧市 530011)

【提要】 肝癌是發(fā)病率較高的惡性腫瘤之一，其發(fā)病、轉移及復發(fā)的機制一直是研究的熱點。隨著細胞生物學及分子生物學的不斷發(fā)展，肝星狀細胞引起了學者們的關注，而對肝癌的認識也逐漸從肝癌細胞本身轉移到腫瘤微環(huán)境的層面上?；罨母涡菭罴毎鳛槟[瘤微環(huán)境中重要的間質細胞，在肝癌的生長過程中具有至關重要的作用。本文就活化的肝星狀細胞對肝癌腫瘤微環(huán)境的影響進行綜述。

肝細胞癌(簡稱肝癌)是世界上最常見的惡性腫瘤之一，其患病率逐年上升，死亡率居惡性腫瘤第二位[1]。在我國，每年新增肝癌人數(shù)占全球肝癌人數(shù)的55%，其死亡率僅次于肺癌[2]，嚴重威脅國民的健康。近年來，隨著診療技術的不斷提高，肝癌死亡率雖有下降趨勢，但預后卻仍無明顯改善[3]。目前以手術為主的綜合治療仍是肝癌的主要治療方法，但是術后5年復發(fā)率、轉移率高[4]。因此，探索其復發(fā)、轉移的機制是改善肝癌患者預后的途徑?！胺N子與土壤”學說是由英國學者Paget提出的[5]，該學說的觀點是：腫瘤的發(fā)生發(fā)展不僅僅與腫瘤細胞特性有關，而且與腫瘤生長的環(huán)境密切相關，腫瘤生長的微環(huán)境作為土壤，為腫瘤細胞種子提供了生長、轉移的條件。基于該學說，近年來肝癌腫瘤微環(huán)境在肝癌的發(fā)生、復發(fā)、轉移過程中的作用受到了高度重視。本文就活化的肝星狀細胞(hepatic stellate cell，HSC)對肝癌腫瘤微環(huán)境的影響進行綜述。

1 肝癌腫瘤微環(huán)境

在生理情況下，肝臟由肝實質細胞以及非實質細胞組成,其中肝實質細胞占肝臟總細胞的絕大多數(shù)，發(fā)揮著解毒、代謝、分泌膽汁等作用。肝臟非實質細胞包括間質細胞、免疫細胞、上皮細胞、內皮細胞以及卵圓細胞等，正常情況下，這些細胞各司其職，共同維持著肝臟的正常功能。在肝癌形成的過程中，肝實質細胞和非實質細胞的形態(tài)、功能發(fā)生改變，促使肝癌微環(huán)境的形成，具體的微環(huán)境包括肝癌細胞及其周圍的炎癥細胞、纖維母細胞、免疫細胞以及它們表達的相關細胞因子，腫瘤血管和細胞外基質等，為肝臟腫瘤的形成、發(fā)展、轉移提供了有利的條件，同時也影響著肝癌患者的預后。

1.1 病毒性肝炎和慢性炎癥因子 慢性病毒性肝炎是肝癌最常見的致病因素之一，據(jù)調查，2010年全球有一半的肝癌相關死亡是乙型肝炎病毒感染所致[6]。研究表明90%的肝癌患者伴有慢性感染相關的非可控炎癥[7]。丙型肝炎病毒感染者肝細胞的生長周期明顯縮短，同時遺傳的不穩(wěn)定性和基因突變的頻率增加，也可導致肝癌發(fā)生[8]。在慢性炎癥引發(fā)肝癌的過程中有多個炎癥因子、多種信號通路參與，包括腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、白細胞介素(interleukin,IL)-6、IL-1、轉化生長因子β(transforming growth factor β，TGF-β)、核轉錄因子κB通路、酪氨酸激酶-信號傳導及轉錄激活因子和絲裂原活化蛋白激酶/細胞外調節(jié)蛋白激酶信號通路等。TNF-α和IL-6已被證實參與肝癌侵襲過程[9]，動物實驗表明由Kupffer細胞產生的促炎因子IL-6刺激肝臟代償性再生是肝臟癌變的重要原因[10]。過表達的IL-22可通過激活信號傳導及轉錄激活因子3促進肝癌腫瘤生長和轉移[11]。此外，慢性肝炎可釋放氧自由基，引起肝組織中抑癌基因P53相關蛋白和DNA變異，促使肝癌的生長。

1.2 腫瘤相關成纖維細胞 腫瘤相關成纖維細胞(carcinoma-associated fibroblast，CAF)作為肝癌微環(huán)境中主要的間質成分參與了肝癌的生長過程，與正常的成纖維細胞相比，CAF的形態(tài)和功能均發(fā)生了變化。正常成纖維細胞能夠抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展，而被激活的CAF則成為了細胞外基質中多種組織成分、細胞因子及生長因子的主要來源，并且CAF可通過分泌多種細胞因子促進腫瘤細胞增殖、血管形成并誘導腫瘤細胞發(fā)生上皮間質轉化，在腫瘤的生長過程中具有舉足輕重的作用。研究表明CAF的表面蛋白標志物為α-平滑肌肌動蛋白(α smooth muscle actin,α-SMA)，而該標志物與肝癌的侵襲和轉移有密切的關系，同時，CAF可通過分泌肝細胞生長因子進而促進肝癌細胞增殖和分化[12]。另有研究發(fā)現(xiàn)CAF可釋放多種促血管生長因子，如血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、基質金屬蛋白酶-1等促使肝癌新生血管生成[13]，其中VEGF在促進血管生成的過程中扮演著重要的角色。Orimo等[14]發(fā)現(xiàn)CAF能夠通過分泌間質細胞源性因子-1，增強血管內皮細胞聚集，從而促進微血管生成。此外，亦有研究證明CAF促進腫瘤轉移和侵襲的作用可能是通過誘導腫瘤上皮細胞間質轉化來實現(xiàn)的[15]。

1.3 免疫細胞 雖然機體的免疫系統(tǒng)具有監(jiān)視和清除癌細胞功能，但是肝癌發(fā)生時，肝癌細胞仍可通過各種機制進行免疫逃逸，因此機體的免疫狀態(tài)與肝癌的生長緊密相連。研究發(fā)現(xiàn)，細胞免疫狀態(tài)與肝癌的發(fā)展、轉移有著密切的關系，在肝癌微環(huán)境中，細胞免疫處于抑制狀態(tài)，T細胞生成減少、功能減弱，而免疫負性調節(jié)T細胞生成增加[16-17]。調節(jié)性T細胞是誘導免疫逃逸的重要細胞，浸潤肝癌組織的調節(jié)性T細胞數(shù)量越多，腫瘤的侵襲性越強，患者預后越差[18]。自然殺傷細胞是抗腫瘤免疫系統(tǒng)中的重要成分，但在腫瘤微環(huán)境中其在發(fā)揮抗腫瘤作用的同時也可導致表面活性受體表達下降，抑制性受體表達增強，從而導致其抗腫瘤效應減弱[19]。此外，不成熟或功能不完善的樹突狀細胞雖有較強的抗原捕獲能力，但抗原遞呈能力弱，不能有效激活T淋巴細胞，因此抗腫瘤免疫作用減弱，使得腫瘤細胞逃脫機體的免疫監(jiān)視從而促進腫瘤轉移[20]。

1.4 促血管生成因子 肝臟是一個血流豐富的臟器，肝癌是富含血管的惡性腫瘤，豐富的血液供應為腫瘤生長提供了充足的營養(yǎng)，為腫瘤的發(fā)生和轉移提供了有利條件[21]，因此微血管形成是腫瘤發(fā)展失控的“罪魁禍首”之一。新生血管是腫瘤轉移和浸潤的病理基礎，在腫瘤微環(huán)境中，血管生成相關因子發(fā)揮著重要的功能，包括VEGF、血管生成因子和胰島素樣生成因子等。其中，VEGF是最關鍵的調節(jié)因子，在腫瘤血管生成過程中發(fā)揮了不可或缺的作用，其通過與相關受體結合促進內皮細胞增殖，促使腫瘤血管生成。此外，血小板衍生因子在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中也功不可沒，其主要參與腫瘤細胞的遷徙，并在腫瘤新生血管成熟、穩(wěn)定的過程中發(fā)揮作用。近年來，關于肝癌腫瘤血管生成靶向治療已成為熱門的研究課題，索拉菲尼抗血管生成作用的研究證實了阻斷腫瘤微血管生成可切斷腫瘤的供養(yǎng)途徑進而抑制腫瘤生長和轉移[22-23]。

1.5 細胞外基質 細胞外基質是肝癌腫瘤微環(huán)境中的一名重要家庭成員，具有維持組織結構，儲存生長因子等功能。當肝臟受到有害物質刺激時，細胞外基質合成增多，降解減少，進而導致肝臟發(fā)生纖維化，最終促使肝癌發(fā)生發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，在多種惡性腫瘤組織來源的上皮中細胞外基質的表達較良性腫瘤組織明顯增高，且與腫瘤血管生成、侵襲轉移、術后復發(fā)以及臨床預后有著密不可分的關系[24-25]。此外，上皮-間質轉化是肝癌發(fā)生、發(fā)展過程中的一個重要環(huán)節(jié)，而研究已證實細胞外基質參與了上皮-間質轉化過程[26]。

2 HSC與肝癌

HSC又稱為儲脂細胞，主要位于肝竇周圍的間隙內，占肝間質細胞的5%～23%。正常情況下HSC處于靜止狀態(tài)，主要參與維生素A的代謝和肝臟膠原的合成。靜止狀態(tài)的HSC并不表達α-SMA且增殖活性低、合成膠原能力弱。當HSC受到各種理化因素及病毒感染等因素刺激時可被激活?；罨腍SC內脂滴和維生素A減少，α-SMA表達增加，HSC轉化成為具有收縮性和高度增殖性的肌成纖維樣細胞，并產生大量的細胞外基質，導致肝臟纖維化，進而進展為肝硬化，最終促使肝癌發(fā)生。在周圍環(huán)境的刺激下，HSC的生物學特性發(fā)生了巨大的變化，除了促進細胞外基質的形成為腫瘤提供生存條件外，HSC還可以通過影響腫瘤微血管的生成促進腫瘤的發(fā)展和侵襲[27-28]。除此之外，最新的研究表明活化的HSC可能通過上調人纖維介素蛋白2的表達來抑制T細胞活性，破壞肝臟的免疫平衡，促進腫瘤發(fā)展[29]。然而，肝癌細胞對HSC的增殖也有促進作用，體外共培養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn)肝癌細胞可誘導離體HSC活化[30]，亦有研究證明肝癌細胞可明顯增強HSC的增殖和遷移能力[31]。這提示HSC能夠促進肝癌的發(fā)生、發(fā)展，而肝癌發(fā)生發(fā)展過程中又可促進HSC增殖，兩者相互調控，為肝癌的發(fā)展和侵襲提供了有利的條件。

3 HSC與肝癌微環(huán)境

在肝癌的發(fā)生發(fā)展過程中，除了肝癌細胞的變化外，其所處的內環(huán)境也發(fā)生了變化，而肝癌微環(huán)境是一個復雜的系統(tǒng)，由許多基質細胞組成，這些細胞可分泌多種細胞因子，打破癌基因與抑癌基因的動態(tài)平衡，促進肝癌發(fā)生發(fā)展。其中活化的HSC是肝癌間質的重要成分，其可產生大量的細胞外基質和細胞因子，通過影響細胞外基質的合成和降解、微血管形成以及肝臟免疫微環(huán)境等方面在肝癌發(fā)生的過程中扮演著重要的角色。

3.1 HSC與細胞外基質 HSC是正常肝臟的主要細胞之一，主要參與維生素A的代謝和肝臟膠原的形成。當肝臟受到各種因素刺激時，靜止狀態(tài)的HSC被激活，并產生大量的細胞外基質，細胞外基質不斷增多堆積導致肝竇內皮細胞向血管型內皮細胞轉化，進而引起細胞外基質的多種成分如膠原蛋白、層粘連蛋白等的表達發(fā)生變化，改變了細胞外基質的生物學活性，進一步激活HSC，形成HSC-細胞外基質-HSC的反饋環(huán)，破壞肝臟微循環(huán)的穩(wěn)定性。HSC不僅是合成細胞外基質的主要細胞，而且其激活后在細胞外基質的降解過程中也發(fā)揮著重要的作用，隨著HSC被激活，細胞外基質由于合成和降解異常而不斷堆積，最終促使肝癌形成。基質金屬蛋白酶在降解細胞外基質過程中扮演著重要的角色，而基質金屬蛋白酶抑制劑則對基質金屬蛋白酶有抑制作用，當HSC被激活時，基質金屬蛋白酶及基質金屬蛋白酶抑制劑的動態(tài)平衡被打破，導致細胞外基質降解減少而沉積，沉積的細胞外基質又可促進HSC激活，促進肝癌發(fā)生發(fā)展。因此，細胞外基質是腫瘤微環(huán)境中的一個重要組成部分，其與HSC相互作用，為腫瘤的發(fā)生、發(fā)展提供了有利的內環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，活化的HSC促使膠原大量分泌，成為肝癌包膜中膠原的主要來源，同時活化的HSC亦能促使無包膜肝癌周圍膠原產物反應性增多，為肝癌的發(fā)展提供有利的環(huán)境[32]。

3.2 HSC與腫瘤微血管 新生血管是肝癌增殖、侵襲、轉移的重要營養(yǎng)運輸線，腫瘤微環(huán)境為新生血管的生成提供了有利條件，活化的HSC在肝癌新生血管中起重要作用。Sancho-Bru等[31]在一項體外實驗中將活化的HSC與肝癌細胞共同培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)活化的HSC可以誘導血管生成相關基因表達上調，包括基質金屬蛋白酶2和血管內皮生長因子A，提示其可能在肝癌微血管的生成中發(fā)揮一定的作用。Zhao等[33]發(fā)現(xiàn)，將肝癌細胞和活化的HSC共同移植到小鼠體內后，活化的HSC能夠增強癌巢內的血管生成，并促進肝癌的生長、轉移。國內也有學者發(fā)現(xiàn)肝癌間質內活化的HSC密度越高，癌巢內微血管生成密度越密集，而這一結果可能與活化的HSC分泌相關促血管生成因子有關[30]。VEGF在腫瘤微血管形成過程中扮演著重要角色，過度表達的VEGF與腫瘤的分級和血管侵襲力密切相關，已有研究證實活化的HSC能夠刺激VEGF分泌[34]。IL-8和血管生成素1已被證實是促進腫瘤血管形成的“功臣”，其中IL-8通過與腫瘤細胞表面受體趨化因子受體1、趨化因子受體2結合后激活核轉錄因子κB等多條信號通路，促進腫瘤血管形成，血管生成素1則可通過激活內皮細胞酪氨酸激酶重組蛋白作用于內皮細胞，促進血管重塑、成熟并維持血管穩(wěn)定性[35-36]，而活化的HSC能夠分泌大量的IL-8和血管生成素1也已得到證實[37-38]。由此可證明活化的HSC是肝癌微血管形成的重要因素，在促進肝癌侵襲、轉移過程中功不可沒。

3.3 HSC與免疫 活化的HSC具有免疫學特性，其可分泌具有不同免疫調節(jié)功能的細胞因子，直接參與肝臟局部的免疫調控，并且可通過免疫抑制作用影響肝癌的進程。研究發(fā)現(xiàn)，活化的HSC是促進免疫抑制的重要因素，其可以通過誘導T淋巴細胞凋亡而導致免疫抑制狀態(tài)[39-40]。王志明[41]發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境隨著肝癌的發(fā)展而發(fā)生變化，除了活化的HSC逐漸增多外，還出現(xiàn)巨噬細胞明顯增多而T淋巴細胞和樹突狀細胞減少的情況，這提示肝癌免疫微環(huán)境的改變可能與活化的HSC有關，這一假設在Li等[42]的研究中得到了進一步證實：HSC可通過分泌TGF-β1抑制T細胞增殖和細胞因子分泌，誘導T細胞凋亡。另有學者在免疫功能正常的小鼠中同時移植肝癌細胞和HSC，結果發(fā)現(xiàn)肝癌細胞增殖速度加快并且出現(xiàn)腫瘤血管，同時還伴隨免疫細胞淋巴浸潤的抑制以及單核細胞的凋亡；該實驗還證實了存在免疫缺陷的小鼠在同時植入HSC和肝癌細胞后其腫瘤形成能力比單純植入肝癌細胞的小鼠要強得多，且HSC比例越大，成瘤能力越強[33]。研究證實活化的HSC發(fā)揮免疫作用的機制可能與B7同源分子 1分子和半乳凝集素-1有關，在肝癌中B7同源分子1/程序性死亡分子1信號通路可促進調節(jié)性T細胞產生以及免疫抑制功能的發(fā)揮[43]。此外，研究發(fā)現(xiàn)與靜止狀態(tài)的HSC相比，HSC活化后半乳凝集素-1的總表達量明顯升高，而半乳凝集素-1是活化的HSC促進T細胞凋亡的關鍵成員之一，這說明半乳凝集素-1與活化的HSC發(fā)揮免疫抑制作用有密切的關系[44]。

3.4 HSC與CAF 肝癌的侵襲發(fā)展是一個復雜的動態(tài)過程，這一過程除了依賴肝癌細胞自身外，肝癌腫瘤微環(huán)境對腫瘤的轉移、侵襲也起著至關重要的作用。肝癌微環(huán)境成分復雜，而CAF是微環(huán)境主要成員之一，已有研究發(fā)現(xiàn)CAF參與細胞外基質重塑、促進微血管生成和腫瘤細胞增殖等過程[45]。在肝癌微環(huán)境中，CAF來源非常豐富，其中包括了HSC，當肝臟受到各種有害因素刺激后，肝細胞可釋放出TGFβ1促使HSC活化而轉化為成纖維細胞，使其具備成纖維性、增殖性等特征，被激活后的HSC又可進一步促進TGFβ1釋放。有學者將人HSC與肝癌細胞共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)前者出現(xiàn)CAF的形態(tài)特征，說明HSC是CAF的來源之一，而TGFβ1可誘導HSC轉化為CAF，進而促進肝癌的上皮間質轉化和侵襲轉移[46]。

總之，肝癌微環(huán)境是一個復雜多變的內環(huán)境，是肝癌發(fā)生、發(fā)展、侵襲和復發(fā)的沃土。HSC在肝癌微環(huán)境中占據(jù)著舉足輕重的地位，可通過多種途徑如促進腫瘤血管生成、引起免疫抑制、影響細胞外基質的合成和降解等影響肝癌的進程和患者的預后。目前，HSC對肝癌腫瘤微環(huán)境的影響已成為研究熱點，并且取得了一定的研究成果，可能成為治療肝癌的靶點之一。但HSC促進肝癌生長的機制還需進一步明確，同時也需要更多的研究針對HSC這一靶點發(fā)掘有效預防和治療肝癌的藥物，為肝癌患者帶來福音。