馬少軍，張秀軍，曹洪波

胰腺癌是最致命的惡性腫瘤之一，由于解剖位置較深，大部分患者確診時(shí)已到中晚期，在美國5年生存率只有5%[1]。在中國，胰腺癌的發(fā)病率逐年增高，2011年新發(fā)病例及死亡人數(shù)分別為80,344和72,723[2]。外科切除仍然是胰腺長期存活的最佳機(jī)會(huì)癌癥。然而，大多數(shù)患者被診斷為無法切除由于轉(zhuǎn)移形成[3]。目前的治療措施對(duì)解決該問題顯得力不從心。因此，從新的分子機(jī)制深入認(rèn)識(shí)胰腺癌的病理過程，成為該領(lǐng)域的重要科學(xué)命題。本文就近幾年腫瘤微環(huán)境在胰腺癌發(fā)生、發(fā)展中的作用作以綜述。

1 胰腺癌間質(zhì)細(xì)胞形成的微環(huán)境及其與胰腺癌發(fā)生發(fā)展之間的相互作用對(duì)胰腺癌預(yù)后有重要的作用

胰腺癌相當(dāng)于其他實(shí)體腫瘤的特別之處在于腫瘤實(shí)質(zhì)周圍包繞著非常致密的結(jié)締組織。腫瘤間質(zhì)大量纖維結(jié)締組織生成是胰腺癌最為顯著的組織學(xué)特征之一，間質(zhì)成分常占腫瘤總體積的50%～80%[4]。胰腺癌的生物學(xué)特性不僅是通過癌基因和抑癌基因來調(diào)控，間質(zhì)細(xì)胞形成的微環(huán)境對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展也起了十分重要的作用。胰腺癌間質(zhì)的細(xì)胞成分非常復(fù)雜，包含成纖維細(xì)胞、肌纖維母細(xì)胞、胰腺形狀細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞、炎癥細(xì)胞、神經(jīng)纖維、骨髓來源的干細(xì)胞等[5-6]。有學(xué)者提出間質(zhì)促進(jìn)了胰腺癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移，間質(zhì)中成分增加了癌細(xì)胞的侵襲性，進(jìn)而促進(jìn)了腫瘤的轉(zhuǎn)移；同時(shí)致密的間質(zhì)可以形成癌細(xì)胞的物理屏障，阻礙化療藥物的滲入，增加了腫瘤的化療抵抗。但是，也有學(xué)者提出不同的觀點(diǎn)，有研究發(fā)現(xiàn)：腫瘤間質(zhì)分泌膠原蛋白形成纖維化，可以包裹分離腫瘤細(xì)胞，阻止腫瘤細(xì)胞進(jìn)一步侵襲擴(kuò)散，在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中起到為了改善胰腺癌的預(yù)后[7-8]。諸多學(xué)者致力于研究以吉西他濱為基礎(chǔ)聯(lián)合其他藥物的化療方案，如順鉑、伊立替康、伊莎替康、培美曲塞等，但都無法明顯改善患者的生存期。

目前僅僅針對(duì)腫瘤實(shí)質(zhì)的傳統(tǒng)治療手段療效并不理想，很大一部分原因在于對(duì)腫瘤間質(zhì)在胰腺癌進(jìn)展中的重要性認(rèn)識(shí)不足。因此，了解腫瘤細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境之間的相互關(guān)系有助于我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)腫瘤，闡明胰腺癌間質(zhì)細(xì)胞的發(fā)生機(jī)制及其與胰腺癌發(fā)生發(fā)展之間的相互作用，將有利于尋找新的位點(diǎn)進(jìn)行靶向治療，并可望改善胰腺癌的預(yù)后。

2 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可趨化至腫瘤組織周圍，參與胰腺癌腫瘤間質(zhì)的形成，并影響胰腺癌的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為，通過多種途徑調(diào)節(jié)胰腺癌生長的微環(huán)境

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）是一群異質(zhì)性且具有多方向分化潛能的骨髓細(xì)胞，僅占骨髓有核細(xì)胞的0.01%～0.001%[9]。除了能夠分化中胚層來源的骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、肌細(xì)胞、周細(xì)胞之外，還可以分化為內(nèi)胚層的肺、肝、腎上皮細(xì)胞和外胚層來源的神經(jīng)細(xì)胞[10-11]。在創(chuàng)傷、炎癥等疾病模型中，BMSCs募集并遷移至相應(yīng)組織器官進(jìn)行修復(fù)。運(yùn)動(dòng)熒光素、生物法光劑、正電子發(fā)射及核磁共振報(bào)告標(biāo)記技術(shù)示蹤，在多種腫瘤模型中尾靜脈注射外源性BMSCs也發(fā)現(xiàn)其募集與遷移的現(xiàn)象[12]。移植瘤體內(nèi)示蹤研究表明BMSCs遷移到腫瘤部位并可以分化成為成纖維細(xì)胞、周細(xì)胞以及肌纖維母細(xì)胞等腫瘤間質(zhì)中的重要成員。作為腫瘤間質(zhì)的一員，BMSCs參與腫瘤間質(zhì)的形成并影響腫瘤生長、侵襲、轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為[13]。在腫瘤發(fā)生過程中，BMSCs很可能作為腫瘤細(xì)胞的來源。

Houghton 等[14]行GFP轉(zhuǎn)基因或野生型雄性小鼠-野生型小鼠骨髓移植后建立幽門螺桿菌誘導(dǎo)的慢性感染-胃癌模型。結(jié)果顯示，受體體內(nèi)幾乎所有胃癌上皮內(nèi)瘤變與大量胃癌細(xì)胞均表達(dá)供體骨髓來源細(xì)胞標(biāo)記，表明上皮性腫瘤可以起源于骨髓來源細(xì)胞。Direkze等[15]發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境中的BMSCs能夠分化成為肌成纖維細(xì)胞、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞等參與微環(huán)境的形成。Coffelt等[16]認(rèn)為BMSCs是微環(huán)境中細(xì)胞因子的一個(gè)重要來源，能夠產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，如IL-6、IL-10、CCL5、VEGF等，這些細(xì)胞因子能夠影響腫瘤細(xì)胞生長和免疫細(xì)胞效應(yīng)的發(fā)揮，并參與血管生成的調(diào)節(jié)。腫瘤細(xì)胞產(chǎn)物也能作用BMSCs，促使其各種分化。外周環(huán)境中的BMSCs具有與白細(xì)胞類似的向炎癥部位和腫瘤生長部位定向遷移的能力，其可能能機(jī)制為組織損傷部位微環(huán)境與腫瘤微環(huán)境在某種程度上具有相似性，如低氧低營養(yǎng)供給、免疫細(xì)胞募集、各種細(xì)胞因子大量分泌，如基質(zhì)細(xì)胞衍生因子、血小板生長因子、表皮生長因子等[17]。

然而在胰腺癌演進(jìn)過程中，BMSCs的凈效應(yīng)是促癌還是抑癌尚無定論。有學(xué)者認(rèn)為[13]：BMSCs能抑制胰腺癌細(xì)胞Aspc-1細(xì)胞的增殖，促進(jìn)其凋亡，可能通過促進(jìn)GSK-3β表達(dá)而抑制腫瘤細(xì)胞增殖；通過抑制Aspc-1細(xì)胞Bcl-2表達(dá)而促進(jìn)腫瘤凋亡，從而抑制腫瘤的發(fā)展。Qiao等人[18]發(fā)現(xiàn)H7402肝癌細(xì)胞株與BMSCs共培養(yǎng)后，肝癌細(xì)胞系的細(xì)胞增殖減少、凋亡增加多，并且Bcl-2、C-myc、PCNA及存活素的表達(dá)下調(diào)。另有研究發(fā)現(xiàn)[19]，BMSCs可以通過下調(diào)PI3K-Akt活性，直接對(duì)腫瘤生長發(fā)揮抑制作用。相反地，有學(xué)者認(rèn)為[20]BMSCs可遷移至DMBA誘導(dǎo)的胰腺癌實(shí)質(zhì)與間質(zhì)中，通過轉(zhuǎn)分化途徑參與了間質(zhì)和實(shí)質(zhì)的發(fā)生，通過促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞增殖、遷移與侵襲能力、間質(zhì)形成以及抑制凋亡等機(jī)制促進(jìn)胰腺癌的生長與轉(zhuǎn)移，并認(rèn)為應(yīng)用BMSCs作為載體對(duì)胰腺癌進(jìn)行生物學(xué)治療的安全性有待進(jìn)一步評(píng)估。

總之，BMSCs可趨化至腫瘤組織周圍，參與胰腺癌腫瘤間質(zhì)的形成，并影響胰腺癌的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為，通過多種途徑調(diào)節(jié)胰腺癌生長的微環(huán)境，無論其對(duì)胰腺癌凈效應(yīng)是促癌還是抑癌，都有望成為調(diào)控的靶點(diǎn)，通過影響B(tài)MSCs生物行為對(duì)胰腺癌產(chǎn)生治療作用。

3 BMSCs來源的microRNA與胰腺癌的關(guān)系

近年來，microRNA已經(jīng)成為基因表達(dá)調(diào)控的“明星”分子，大量的microRNA與腫瘤病變密切相關(guān)，它們與其靶基因共同參與腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲、凋亡等導(dǎo)致腫瘤演進(jìn)的重要環(huán)節(jié)。Park 等[21]用反義寡核苷酸抑制胰腺癌細(xì)胞株HS766T 中miR-21 或miR-221 的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)HS766T 的凋亡數(shù)量增加3～6 倍，miR-21 抑制后，細(xì)胞停滯在G1 期，PTEN 和RECK 表達(dá)增加，miR-221 抑制后p27 表達(dá)增加，因此認(rèn)為miR-21 或miR-221 能促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的增殖，減少凋亡。Torrisani 等[22]研究發(fā)現(xiàn)let-7microRNA 在胰腺癌組織和細(xì)胞株中低表達(dá)，通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)染或慢病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)合成的let-7 microRNA 恢復(fù)let-7 microRNA 的表達(dá)可顯著抑制胰腺癌細(xì)胞的增殖和MAPK活性。Weiss 等[23]用研究發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)移性胰腺癌中miR-10a存在明顯的高表達(dá)，在原發(fā)胰腺癌和胰腺癌細(xì)胞株接種到斑馬魚胚胎的研究中發(fā)現(xiàn)miR-10a 的表達(dá)促進(jìn)了胰腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力，而抑制miR-10a 的表達(dá)能顯著地抑制胰腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移灶形成。

BMSCs在不同microRNA的調(diào)節(jié)下可定向向不同類型細(xì)胞進(jìn)行分化，miR-128可調(diào)控大鼠BMSCs分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞，BMSCs通過miR-29c可抑制前列腺癌細(xì)胞增殖，mir-205可調(diào)節(jié)BMSCs分化成成骨細(xì)胞。然而BMSCs在來源的microRNA在胰腺癌中的作用鮮有報(bào)道。根據(jù)microRNA參與了胰腺癌進(jìn)展多個(gè)病理環(huán)節(jié)，推測BMSCs來源的microRNA對(duì)胰腺癌有重要的調(diào)節(jié)作用，是BMSCs對(duì)胰腺癌演進(jìn)促癌或者抑癌不同凈效應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)靶點(diǎn)，BMSCs來源的microRNA變化可望成為新的藥物治療胰腺癌的藥效機(jī)制聚焦點(diǎn)。

4 胰腺炎、高血糖與胰腺腫瘤微環(huán)境的關(guān)系

胰腺炎與胰腺癌發(fā)生之間密切相關(guān)性[24]。在胰腺產(chǎn)生炎癥時(shí)，因?yàn)榇罅康南倥菁?xì)胞會(huì)產(chǎn)生消化酶，同時(shí)伴有胰腺的纖維化和萎縮，在胰腺組織中與胰腺癌相關(guān)的腺泡出現(xiàn)萎縮（腺泡萎縮 CAA）。腺泡萎縮的病理特征表現(xiàn)為腺泡-導(dǎo)管化生（ADM）。在腫瘤侵襲中的腺泡-導(dǎo)管化生與胰腺癌的原位小鼠模型中的細(xì)胞侵襲和結(jié)締組織形成相關(guān)，對(duì)切除的人類腫瘤的分析顯示癌癥相關(guān)ADM區(qū)域?qū)δ[瘤壞死因子α（TGFα）呈陽性，并且該TGFα表達(dá)與原發(fā)腫瘤大小和較短的存活時(shí)間相關(guān)。基因表達(dá)分析鑒定了癌癥相關(guān)ADM，散發(fā)性ADM和慢性胰腺炎ADM的不同表型譜。這些發(fā)現(xiàn)表明，驅(qū)動(dòng)ADM的機(jī)制根據(jù)特定的組織微環(huán)境而不同，并且癌癥相關(guān)的ADM和腺泡萎縮有助于腫瘤細(xì)胞侵入局部胰腺實(shí)質(zhì)[25]。

越來越多的證據(jù)表明糖尿病與胰腺癌的發(fā)展和進(jìn)展以及胰腺癌患者的死亡有關(guān)[26-27]。研究發(fā)現(xiàn)，高葡萄糖水平可以促進(jìn)胰腺癌的增殖和侵襲，以及上皮 -間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）和轉(zhuǎn)移[28]。最近的研究證明，高血糖可以誘導(dǎo)細(xì)胞缺氧并產(chǎn)生線粒體活性氧[29]。由于其無血管形態(tài)，胰腺腫瘤通常缺氧[30]。在缺氧環(huán)境中，胰腺癌細(xì)胞表達(dá)高水平的缺氧誘導(dǎo)因子1α（HIF-1α）。HIF-1α的靶基因促進(jìn)侵襲性表型，促進(jìn)腫瘤生長，侵襲和轉(zhuǎn)移[31]。在腫瘤細(xì)胞中，已知高葡萄糖水平在常氧和缺氧條件下均可促進(jìn)HIF-1α的表達(dá)[32]。與正常血糖組中的個(gè)體相比，患有糖尿病的胰腺癌患者具有更高水平的HIF-1α表達(dá)以及膽管侵入和更大的腫瘤體積。用鏈脲佐菌素（STZ）治療的糖尿病裸鼠表現(xiàn)出較大的腫瘤，并且比對(duì)照小鼠更可能發(fā)生肝轉(zhuǎn)移。在一些腺泡細(xì)胞中，糖尿病小鼠胰腺的腺泡細(xì)胞顯示出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)明顯擴(kuò)張，核間隙增加以及染色質(zhì)接近細(xì)胞膜。糖尿病原位異種移植組中Hypoxyprobe-1和HIF-1α的表達(dá)面積大于對(duì)照組。相應(yīng)高葡萄糖和CoCl 2濃度、BxPC-3癌細(xì)胞系中HIF-1α的表達(dá)水平增加。高葡萄糖誘導(dǎo)的侵襲能力，遷移能力和MMP-9表達(dá)通過對(duì)HIF-1α特異的siRNA來抵消。所以，提升高血糖與預(yù)后不良之間的關(guān)聯(lián)可歸因于胰腺癌的微環(huán)境缺氧[33]。

總之，腫瘤微環(huán)境中的BMECs參與胰腺癌腫瘤間質(zhì)的形成，并影響胰腺癌的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為，通過多種途徑調(diào)節(jié)胰腺癌生長的微環(huán)境，BMECs來源的microRNA對(duì)胰腺癌有重要的調(diào)節(jié)作用，是BMSCs對(duì)胰腺癌演進(jìn)促癌或者抑癌不同凈效應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)靶點(diǎn)，是否可以通過影響B(tài)MECs的細(xì)胞生物學(xué)特性，調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白和microRNA，胰腺腺泡細(xì)胞萎縮導(dǎo)致導(dǎo)管上皮化生有助于腫瘤細(xì)胞侵入局部胰腺實(shí)質(zhì)，高血糖使胰腺癌的微環(huán)境缺氧，促進(jìn)侵襲性表型，促進(jìn)腫瘤生長，侵襲和轉(zhuǎn)移，改變胰腺癌瘤體生存的微環(huán)境，從而達(dá)到抑制胰腺癌的治療目的。將是胰腺癌藥物治療研究的一個(gè)方向。