舌鱗狀細(xì)胞癌和腫瘤干細(xì)胞的研究進(jìn)展

韋雪柳綜述，姚金光審校

(1.右江民族醫(yī)學(xué)院研究生院，百色533000;2.廣西科技大學(xué)，柳州545006)

文獻(xiàn)綜述

舌鱗狀細(xì)胞癌和腫瘤干細(xì)胞的研究進(jìn)展

韋雪柳1綜述，姚金光2▲審校

(1.右江民族醫(yī)學(xué)院研究生院，百色533000;2.廣西科技大學(xué)，柳州545006)

腫瘤干細(xì)胞;生物特性;舌鱗狀細(xì)胞癌;靶向治療

惡性腫瘤的發(fā)病率呈逐年增長的態(tài)勢，2015年我國估計有4 292 000的新增癌癥病例(平均每天新增12 000例)和2 814 000的死亡病例(平均每天死亡7500例)，其中口腔癌新增48 100例，死亡22 100例［1］。惡性腫瘤嚴(yán)重地威脅人類的健康和生存，成為全球致死的首要病因，而腫瘤干細(xì)胞(Cancer Stem Cells，CSC)理論的提出給腫瘤的治療指引了新的方向。舌鱗狀細(xì)胞癌(tongue squamous cell carcinoma，TSCC)是口腔頜面部最常見的惡性腫瘤，具有腫瘤惡性生物學(xué)特性，研究發(fā)現(xiàn)TSCC中也存在具有干細(xì)胞特性的腫瘤細(xì)胞。

1　干細(xì)胞與腫瘤干細(xì)胞理論

干細(xì)胞是一類具有自我更新和無限增殖分化的多潛能細(xì)胞群體，即為起源細(xì)胞，常處于原始未分化狀態(tài)。而腫瘤被認(rèn)為是一個異常發(fā)育的器官，是機體細(xì)胞在內(nèi)外不同致癌基因的長期協(xié)同作用下，在基因水平上失去了對其生長的正常調(diào)控而導(dǎo)致其基因水平的突變和功能調(diào)控異常，從而促使細(xì)胞的持續(xù)異常增殖。大量研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞具有干細(xì)胞相同或類似的特性:自我更新和無限增殖的潛能、相同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)［2］(如Wnt、Notch和SHH途徑)、相同的細(xì)胞表面標(biāo)記物［3，4］(如CD34、CD133、SOX2等)。目前多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，腫瘤干細(xì)胞來源于正常干細(xì)胞累積的遺傳突變，導(dǎo)致細(xì)胞異常過度增殖而形成腫瘤。

傳統(tǒng)的腫瘤手術(shù)治療結(jié)合放化療后出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)現(xiàn)象，被認(rèn)為是腫瘤中極少數(shù)腫瘤干細(xì)胞類細(xì)胞耐受甚至逃逸射線或藥物的殺傷作用，最終導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。Reya等［5］研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞具有無限增殖潛能，并能形成新的不同表型特征組織，與干細(xì)胞生物學(xué)特性非常類似，由此提出了“腫瘤干細(xì)胞學(xué)說”。該理論認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞是腫瘤中數(shù)量極少，具有干細(xì)胞特性、高致瘤能力和侵襲遷移潛能的細(xì)胞亞群，具有新生腫瘤細(xì)胞能力，是腫瘤發(fā)生、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移以及復(fù)發(fā)的根源［6］。除了與干細(xì)胞有相同特性，腫瘤干細(xì)胞的更新和增殖呈現(xiàn)出失控狀態(tài)，它獨特的表現(xiàn)在:失控的自我更新和異常分化潛能、自主侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移性、極高致瘤性、多藥耐藥性、相對特異性的表面標(biāo)志和輻射抵抗特性［7，8］。

2　腫瘤干細(xì)胞與舌鱗狀細(xì)胞癌

研究者們經(jīng)過多年的研究發(fā)現(xiàn)，在血液腫瘤、乳腺癌、前列腺癌等多種腫瘤中都存在腫瘤干細(xì)胞，它們的數(shù)量極少，并具有獨特的生物學(xué)特性和較強的致瘤能力。急性髓系白血病(AML)腫瘤干細(xì)胞能特異性表達(dá)CD34+/CD38－標(biāo)記物，只需要極少數(shù)量該類細(xì)胞就可在NOD/SCID裸鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)移疾病，致瘤性極高［6］。Al-Hajj等［9］研究乳腺癌時，通過特異性標(biāo)記物分離出CD44+CD24－/lowLineage－人乳腺癌干細(xì)胞，僅需100個就能在小鼠的乳腺中形成腫瘤。前列腺癌研究中發(fā)現(xiàn)具有特異性表面標(biāo)志為α2β1hi/CD133+CD44－的腫瘤細(xì)胞才擁有自我更新和不斷繁殖的能力，與前列腺癌的耐藥性和復(fù)發(fā)性密切相關(guān)，這類具有干細(xì)胞特性的細(xì)胞僅需100個即能在小鼠的體內(nèi)形成特異性的移植瘤［10］。此外，研究者們還發(fā)現(xiàn)在肝癌［7］、胰腺癌［8］、腦腫瘤［11］等多種腫瘤中找到了腫瘤干細(xì)胞存在的證據(jù)。

TSCC是最常見的口腔惡性腫瘤之一，發(fā)生率居口腔癌之首，患者5年生存率僅為32%～54%［12，13］。舌體擁有豐富的淋巴管和血液循環(huán)加之舌體運動頻繁，使TSCC早期即可出現(xiàn)頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，且轉(zhuǎn)移概率高。研究報道，在裸鼠爪墊上注射Tca-8113細(xì)胞可建立TSCC淋巴道轉(zhuǎn)移模型［14］，通過觀察TSCC細(xì)胞在淋巴道轉(zhuǎn)移的生物學(xué)特性，對臨床的治療、復(fù)發(fā)以及預(yù)后判斷尤其重要。研究還發(fā)現(xiàn)腫瘤干細(xì)胞類細(xì)胞在TSCC的遷移和侵襲過程中起了重要的作用，TSCC的遷移和侵襲與含錳金屬輔基的超氧化物歧化物(SOD2)有關(guān)，SOD2可成為一種直接的原癌靶基因促進(jìn)TSCC細(xì)胞，包括腫瘤干細(xì)胞類細(xì)胞的遷移和侵襲［15］。此外，TSCC還具有抗凋亡和化療耐藥能力，嚴(yán)嵚等人［16］研究白細(xì)胞介素-23(IL-23)在TSCC腫瘤組織以及細(xì)胞系SCC9的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)IL-23可通過上調(diào)TSCC細(xì)胞的Wnt通路，從而增強其化療藥物耐藥及抗凋亡能力。

3　舌癌腫瘤干細(xì)胞的存在及相關(guān)基因表達(dá)

永生性細(xì)胞系對于研究原始腫瘤是一個很重要的工具。Owen等［17］從舌癌患者腫瘤組織中取原始腫瘤細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)并建立了舌癌細(xì)胞系UM-SCC-103，研究發(fā)現(xiàn)UM-SCC-103中具有CD44high/ALDH high表型的腫瘤干細(xì)胞在裸鼠體內(nèi)能形成特異性腫瘤，與原始腫瘤具有相同的異質(zhì)性。Yanamoto等［18］研究發(fā)現(xiàn)，TSCC能特異性的表達(dá)腫瘤干細(xì)胞標(biāo)記物CD44v6和ABCG2，通過對89例TSCC病人的腫瘤組織檢測發(fā)現(xiàn)CD44v6和ABCG2的陽性表達(dá)率分別為24.7%和13.5%。FACS技術(shù)可分選出舌鱗狀細(xì)胞癌Tca-8113細(xì)胞株中高表達(dá)的ALDH(ALDHbr)干細(xì)胞樣細(xì)胞，數(shù)量較少，約占總細(xì)胞數(shù)的1.3%，同時采用抑制消減雜交技術(shù)還可篩選舌鱗癌干細(xì)胞的相關(guān)差異表達(dá)基因，如LOC736141、CLDND1、ETFA等［19］。有數(shù)據(jù)表明，干細(xì)胞標(biāo)記物 ALDH1、CD44、OCT4和SOX2與舌鱗狀細(xì)胞癌密切相關(guān)，且SOX2可作為舌癌的預(yù)后指標(biāo)［20］。多數(shù)研究證實，與其他惡性腫瘤一樣，TSCC中同樣存在腫瘤干細(xì)胞，并且表達(dá)了多數(shù)腫瘤干細(xì)胞相關(guān)基因，目前仍無法尋找到舌癌特異性的表達(dá)基因，對于舌鱗癌根治治療仍成為一大難題，急需尋找特異性舌鱗狀細(xì)胞癌靶向基因，才能徹底治愈。

4　腫瘤干細(xì)胞靶向治療的研究

基因的突變、腫瘤微環(huán)境的時刻變化以及表觀遺傳特征改變均可導(dǎo)致腫瘤的異質(zhì)性。多年來，研究者們都在研究如何才能徹底治愈腫瘤，徹底殺滅腫瘤干細(xì)胞。腫瘤干細(xì)胞的靶向治療是對腫瘤特異性的分子靶點進(jìn)行選擇性地抑制或殺滅作用，而不損傷正常細(xì)胞。因此，以CSC為靶標(biāo)，運用生物工程手段尋找靶點成為腫瘤干細(xì)胞的靶向治療的新趨勢。

4.1靶向作用于腫瘤干細(xì)胞的微環(huán)境通過調(diào)節(jié)腫瘤干細(xì)胞微環(huán)境可以調(diào)控腫瘤干細(xì)胞的更新和增殖分化能力，改變干細(xì)胞對放化療的敏感度。腫瘤微環(huán)境中包括各種內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞以及各類免疫細(xì)胞，這些成熟細(xì)胞可通過與干細(xì)胞的直接接觸或分泌細(xì)胞因子的方式來調(diào)節(jié)干細(xì)胞的自我更新和增殖分化能力［21］。研究證實腫瘤的內(nèi)皮細(xì)胞在維持腫瘤干細(xì)胞生長方面起著關(guān)鍵作用，血管內(nèi)皮細(xì)胞通過釋放生長因子促進(jìn)血管形成，維持腫瘤干細(xì)胞的生長和更新。Hovinga等［22］通過靶向作用于腫瘤相關(guān)的血管內(nèi)皮細(xì)胞，抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞所介導(dǎo)的Notch信號通路，可引起腫瘤干細(xì)胞自我更新和增殖能力下降。

4.2靶向作用于腫瘤干細(xì)胞的表面標(biāo)志腫瘤干細(xì)胞可以表達(dá)特異的細(xì)胞表面標(biāo)志，通過阻斷相應(yīng)的表面標(biāo)志可能成為腫瘤干細(xì)胞靶向治療的潛在靶點。Prince等［23］證實了頭頸部鱗癌腫瘤干細(xì)胞特異性表面標(biāo)記物為CD44分子，具有CD44+表型的腫瘤干細(xì)胞樣細(xì)胞具有自我更新和多向分化潛能和致瘤性。研究表明，針對具有CD44+表型的細(xì)胞進(jìn)行靶向治療鱗狀細(xì)胞癌已取得了很好的臨床療效，而CD44v6的表達(dá)被認(rèn)為與鱗狀細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移有關(guān)，已轉(zhuǎn)移的鱗狀細(xì)胞癌通過對CD44v6的靶向治療有明顯療效［24］。

4.3靶向作用于腫瘤干細(xì)胞的信號通路腫瘤干細(xì)胞受多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的調(diào)控，以維持腫瘤的惡性功能，研究發(fā)現(xiàn)Notch、Wnt、Hedgehog信號通路與腫瘤干細(xì)胞調(diào)控相關(guān)［2］，因此針對腫瘤干細(xì)胞的這些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的靶向治療成為腫瘤治療的一個方向。通過阻斷參與腫瘤干細(xì)胞調(diào)控的相關(guān)信號通路，從而抑制腫瘤干細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移等惡性生物學(xué)特性。Wnt信號通路參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖和分化功能，異常的信號通路可導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)內(nèi)過量游離的β-蛋白聚集進(jìn)入核內(nèi)與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，激活多種靶基因和各種酶等，從而誘導(dǎo)細(xì)胞的惡性生長［25］。sur-vivin作為凋亡抑制蛋白的新成員，具有腫瘤特異性，與腫瘤的分化增殖和浸潤遷移密切相關(guān)。研究胃癌干細(xì)胞時發(fā)現(xiàn)，Wnt/β-catenin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與其中調(diào)節(jié)，而survivin抑制劑YM155及其復(fù)合物通過抑制Wnt信號通路中的TCF/β-catenin，從而能抑制腫瘤的增殖［26］。Notch信號通路上的基因也可成為潛在的腫瘤治療靶點，研究證實，激活Notch信號通路可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移，阻斷該通道促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞對藥物的敏感性，從而抑制腫瘤的增殖。研究發(fā)現(xiàn)，在前列腺癌中Notch1過表達(dá)，通過下調(diào)Notch1和Jagged-1，從而抑制前列腺癌細(xì)胞生長、遷移和侵襲，并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡［27］。

5　結(jié)語

腫瘤干細(xì)胞理論受到越來越多的關(guān)注，靶向腫瘤干細(xì)胞治療也成為研究者鉆研的新方向。腫瘤干細(xì)胞與正常干細(xì)胞之間存在相似的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)［2］(如Wnt、Notch和SHH途徑)以及相同的細(xì)胞表面標(biāo)記物［3，4］(如CD34、CD133、SOX2等)，導(dǎo)致針對腫瘤干細(xì)胞的靶向治療同時也會抑制正常干細(xì)胞的更新分化。許多腫瘤都能表達(dá)腫瘤干細(xì)胞標(biāo)記物，如CD133、CD44、CD90、ALCH1等，但卻缺乏特異性的標(biāo)記物，只有少數(shù)腫瘤具有相對特異的細(xì)胞表面標(biāo)記物，使得針對腫瘤干細(xì)胞的表面標(biāo)志的靶向治療受到了一定的限制。然而，腫瘤干細(xì)胞的各種靶向藥物和靶向給藥途徑在臨床或試驗中均取得了比較顯著的成果［25］，如腫瘤干細(xì)胞耐藥機制、凋亡、信號通路和表面標(biāo)志的靶向給藥系統(tǒng)，對一些表達(dá)特異性標(biāo)記或通路的腫瘤干細(xì)胞起到明顯的作用。因此，尋找不同腫瘤的特異性基因并結(jié)合腫瘤干細(xì)胞的靶向途徑給腫瘤治療提供了新的思路。

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(編輯:潘明志)

R739.86

ADOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2016.03.022

廣西自然科學(xué)基金(2013GXNSFAA019252)

韋雪柳，女，碩士研究生在讀。E-mail:310158120@qq.com
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姚金光。E-mail:yao7760698@126.com

2016－04－22

2016－06－20)