結直腸癌腫瘤干細胞標志物的研究進展

陳倩倩，毋永娟

(內蒙古科技大學 包頭醫學院 包頭腫瘤醫院 腫瘤內科, 內蒙古 包頭 014030)

結直腸癌腫瘤干細胞標志物的研究進展

陳倩倩，毋永娟*

(內蒙古科技大學 包頭醫學院 包頭腫瘤醫院 腫瘤內科, 內蒙古 包頭 014030)

CD44+、CD24+、CD166+、CD29+等參與結直腸癌的發生、侵襲和復發，表達越高預后越差，可作為結直腸癌腫瘤干細胞標志物，與其相關的信號傳導通路和蛋白酶通過調節內環境也參與腫瘤的形成。通過研究腫瘤干細胞標志物可以早期診斷結直腸癌，減少腫瘤的復發，尋找治療靶點，為結直腸癌的診治提供突破點。

結直腸癌；腫瘤干細胞(TSCs)；標志物

腫瘤干細胞(tumor stem cells,TSCs)是存在于腫瘤組織中的一小部分具有自我更新和多向分化潛能的細胞群，能分化成表型不同的癌細胞,在腫瘤的發生發展和轉歸中發揮重要作用。結直腸癌是世界范圍內的高發腫瘤，復發和轉移是治療失敗的主要原因，研究發現這些生物學行為與組織中的TSCs密切相關。TSCs能否作為結直腸癌早期篩查和判斷預后的表面標志物備受關注，本文主要從結直腸癌TSCs的分子結構、臨床預后和研究價值等方面進行綜述。

1 結直腸癌腫瘤干細胞的發現和臨床預后

1.1 CD44

人類CD44基因位于11號染色體短臂13區，全長50 kb，由20個外顯子組成，每個外顯子的長度從70～210 bp不等，被稱為透明質酸酶受體。CD44是一種細胞跨膜蛋白，可以與小分子透明質酸結合，參與細胞信號傳導通路，促進腫瘤血管內皮增殖，還可以介導淋巴細胞歸巢、向炎性部位和黏膜相關淋巴組織歸位；此外，CD44能使腫瘤細胞逃避宿主免疫系統的防御和監視功能[1]。

研究發現結直腸癌中每至少100個細胞中就會有一個CD44+的TSCs具有致瘤性[2-3]，取結直腸癌組織中一個CD44陽性細胞，在體外可以培養成類似原發癌的腫瘤組織。研究者用RT-PCR和分子雜交技術研究發現，每毫升外周血中含有10個惡變細胞時可見異常表達的CD44基因條帶，將抗CD44v6單抗與腫瘤細胞同時注入裸鼠體內,可延緩甚至完全阻斷其淋巴結和肺轉移灶形成[4]。最近科學家在研究結直腸癌患者無病生存期和疾病特異性生存期時發現，CD44免疫表達僅與淋巴結轉移有關，能獨立預測淋巴結轉移。

1.2 CD24

人類CD24基因定位于染色體6q21，它的cDNA包含一個短的開放讀碼框(231 bp)以及一個長的3′非翻譯區(UTR區)(1.5 Kb)，且UTR區的二核苷酸缺失能夠影響CD24的mRNA穩定性。CD24是一種糖基化的磷脂酰肌醇細胞表面蛋白，介導癌細胞與吞噬細胞、活化血小板和血管內皮細胞結合，隨著血液和淋巴系統循環遷移至遠方，導致腫瘤的侵襲和遠端轉移[5-6]。曾有研究者用流式細胞儀觀察到組織外周血中CD3+細胞CD24熒光強度，發現其表達量與結直腸癌有關。在結直腸癌動物模型體內注入隱匿HT29或Colo357細胞的siRNA，7～10 d內可形成肉眼可見的腫瘤；在標準的化療方案中加入抗CD24抗體，則發現腫瘤生長得到抑制[7]。因此推斷CD24可以作為治療結直腸癌的目標靶點。

1.3 CD166

CD166位于人染色體3q13.1-q13.2，由583個氨基酸組成，含27個氨基酸信號肽，500個氨基酸胞外功能區，24個氨基酸跨膜功能區和32個氨基酸胞質區。CD166是淋巴細胞抗原CD6的配體，屬于免疫球蛋白基因超家族，兩者相互作用介導免疫細胞的黏附，在結直腸癌上皮細胞分布呈異質性。研究發現CD166在結直腸癌中的表達水平明顯比正常黏膜高，所有結腸腺瘤也有胞質表達，同時發現胞膜表達CD166的患者生存期更短，從而說明CD166的過表達與結直腸癌的發生、發展及惡性轉化密切相關。有人證實CD166表達與病理分級及侵襲深度有關，與結直腸癌患者的性別、年齡、直徑、淋巴結轉移及Dukes分期無關[8]。

1.4 CD133

CD133的相對分子量為120 ku，5次跨膜糖蛋白，表達在正常造血系統、內皮細胞、神經上皮細胞[9]。它包括細胞膜外的氨基末端、2個短的細胞內環、2 個長的細胞外環以及細胞內的羧基端。CD133是TSCs標志物之一，通過結直腸癌干細胞上的抗原表位CD133識別腫瘤發生。AC133表位的隱藏性高，不易被抗體接近，可能是由于糖基化和折疊蛋白的差異[10]。把培養的原發和肝轉移結直腸細胞“癌球”植入NOD/SCID小鼠可見其導致腫瘤發生，約每16個CD133+細胞中有一個可以成球，每250個CD133-細胞有一個成球，提示CD133+較CD133-更有作為結直腸癌干細胞表面標志物的說服力[11]。學術界同時存在相反的觀點，研究者建立了小鼠CD133lacZ/+模型，即在小鼠的CD133基因啟動區域敲進通訊基因lacZ，發現CD133廣泛表達在成年鼠結腸上皮細胞，不只局限于干細胞。使用Il10-/-CD133lacZ小鼠模型發現結腸的慢性炎癥也可致結腸癌發生。研究員又把體外培養的CD133+和CD133-轉移瘤亞群“癌球”植入NOD/SCID連續異種移植模型，發現可形成腫瘤，而且CD133-細胞形成的腫瘤更具侵襲性[12]。因此，CD133作為結直腸癌TSCs標志物受到挑釁。

1.5 CD29

CD29即整合素亞基β1，整合素是由α和β兩個亞基組成的異二聚體，β亞基的胞質區含有Asp-X-Sev-X-Sev序列，CD29與基質蛋白結合，通過酶促級聯反應提高FAK激酶活性，同時激活Ras-ERK信號途徑，保護細胞不發生凋亡，從而調節細胞增殖。研究者在結腸腫瘤干細胞中發現了表達高水平的CD24和CD29，隨后，采用ASODN技術觀察發現，人細胞β1整合素表達下調能明顯抑制HT-29細胞的增殖，聯合應用化療藥物，可降低化療藥劑量，減少其不良反應，并增強癌細胞對化療的敏感性[11,13]。

1.6 其他

人類的ALDH1基因位于9q21，由53×103個堿基對構成，包含13個外顯子，共編碼501個氨基酸,是表達在隱窩細胞基底部的干細胞，激活的ALDH1+細胞易觸發腫瘤。研究者把500個ALDH1+ESA+細胞置入NOD/SCID小鼠，30 d內就能形成腫瘤，而10 000個ALDH1-ESA+細胞在50 d內仍無法致瘤[14]，研究統計ALDH1表達與結腸癌患者年齡、性別、分化程度、侵襲深度、淋巴結轉移以及Duke’s分期無關，但與預后有關，表達越低預后越好。EpCAM即CD326，是GA-733-2基因編碼、相對分子質量40 000的糖蛋白，表達在上皮細胞的基底側，其表達與淋巴結轉移、腫瘤邊緣侵襲、N分期有關，與T分期、G分級、腫瘤部位、局部復發、遠處轉移以及生存期無關[15]。研究者在結直腸癌中分離出CD26+細胞，將其注入小鼠盲腸壁后發生遠處轉移，在侵襲性和耐藥性方面都強于CD26-細胞[16]。同年，研究發現絲氨酸-蘇氨酸激酶在結腸干細胞中高表達，而且基因下調導致結腸癌干細胞成瘤及轉移能力下降[17]。研究者在建造的小鼠模型中還發現隱窩干細胞表達Wnt通路靶基因Lrg5可觸發腫瘤，且Wnt通路活性越高，其癌基因克隆致瘤能力越強[18]?，F在Lgr5識別結腸腫瘤干細胞的研究還不成熟，需等待用于分離Lgr5+腫瘤細胞的可靠抗體產生，用于今后結直腸癌的靶向治療[19]。

2 結直腸癌的發病機制

結直腸癌的發病機制主要有：機體內抑癌基因的失活及致癌基因的激活；多種蛋白分子參與的信號傳導通路；腫瘤微環境的促進作用；TSCs的增殖、分化和轉移。

3 結直腸癌腫瘤干細胞的研究價值

目前對于結直腸癌的藥物治療主要是常規和一些分子靶向藥。常規化療藥主要針對分化了的構成腫瘤實體主要成分的腫瘤細胞，沒有顧及到TSCs，這也是經過化放療，很多實體腫瘤僅得到部分緩解的原因。而結直腸癌TSCs較非腫瘤干細胞有更強的耐藥、抗凋亡和侵襲能力，經過治療干預后處于近乎休眠狀態，容易逃避化療藥的殺傷，成為癌癥復發轉移的根源。

隨著西妥昔、貝伐等單抗的應用，結直腸癌患者的生命得到普遍延長，但復發仍不可避免。究其原因，研究者認為主要是由于結直腸癌TSCs通常能逃避常規化療藥而存活，誘發最微小的殘留性病變。因此TSCs的研究對腫瘤發展有決定意義，作為維持腫瘤生長和侵襲的細胞群之一，是創新療法可選擇的靶點[20]之一。

4 展望

最近的數學模型提示：TSCs的致瘤性與其數量成正比[21],這與本綜述的結論相似，即結直腸癌TSCs表達陽性，且陽性程度越高患者預后越差，但學術界對結直腸癌TSCs的特異性仍有爭議，需要制定統一的判斷標準進行大規模的實驗得出最終結論，尋找到可以作為結直腸癌治療靶點的TSCs，結合藥物靶向，使之對正常干細胞沒有損傷，早日實現“消除腫瘤干細胞,阻止腫瘤進展，治愈腫瘤”的目標。

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Research progress in the study of biomaker of colorectal cancer stem cell

CHEN Qian-qian, WU Yong-juan*

(Dept. of Oncology, Baotou Cancer Hospital，Baotou Medical College，Inner Mongolia University of Science and Technology，Baotou 014030, China)

CD44+,CD24+,CD166+andCD29+as colorectal cancer stem cell markers are related to colorectal cancer incidence, invasion and recurrence, the higher expression of the worse prognosis. At the same time, the associated signal transduction pathways and proteases can adjust internal environment and involve in tumor formation. Based on studies of colorectal cancer stem cell surface markers, the early presence of the tumor can be detected, tumor recurrence are reduced, and find targets and breakthrough in diagnosis and treatment of colorectal cancer.

colorectal cancer;tumor stem cells(TSCs); maker

2013-06-03

2013-09-26

內蒙古自治區自然科學基金(2011MS1135)

*通信作者(correspondingauthor)： yongjuan1052@sina.com.cn

1001-6325(2014)03-0422-04

短篇綜述

R735.3+4

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