結直腸癌干細胞相關標記物Lgr5的研究進展

鈕仕琦 劉昆 張娜 賈彬（通訊作者）

（1山西醫科大學 山西 太原 030001）

（2山西醫科大學第二醫院 山西 太原 030001）

結直腸癌在全球范圍內都有著較高的發生率，且美國癌癥學會數據表明，晚期結直腸癌患者的5年生存率僅為13%[1]。Lgr5（富含亮氨酸重復序列的G蛋白偶聯受體5）多表達于腸道的隱窩柱狀上皮細胞中，其陽性表達的細胞數約占總數的6%，在肝癌、卵巢癌等癌組織中也有表達,是一種目前研究較為深入的結腸癌干細胞標記物。Lgr5腫瘤標記物作為G蛋白偶聯受體家族的一員，在人類胚胎和臟器的形成發育過程中起到重要的作用；今年來的研究發現它在結直腸癌組織中過度表達，是一種結直腸癌干細胞標記物，密切參與結直腸癌細胞增殖、分化和轉移等過程，在腫瘤的發生、發展及轉移中起到了關鍵作用。目前對于Lgr5在細胞信號表達和傳導方面的的研究較為豐富，以下將對Lgr5與腫瘤的關系、治療及面臨的難點進行闡述。

1.Lgr5在細胞生物學水平上對結直腸癌細胞的影響

1.1 Lgr5在細胞分子學方面研究的進展

Lgr5在正常的腸腺細胞中是一種正常的干細胞標記物，經過Wnt/β-catenin信號傳導通路相應的激活配體蛋白激活，可以轉換為癌癥細胞的促癌標記物，然而，敲除干細胞中Lgr5后，對Wnt/β-catenin信號傳導通路和相應的細胞增殖沒有影響，說明Lgr5標記物可以被Wnt/β-catenin信號傳導通路激活并產生促癌作用，但不是其必須的信號標記物[2]。Lgr5標記物濃度水平對GTP酶激活蛋白1有著重要的調節作用，而其是細胞肌動蛋白和細胞黏附中Rac1/CDC42蛋白結構里GTP酶的感受器，故在結直腸癌細胞中高水平表達的Lgr5標記物可以增強腫瘤的侵襲性和加快腫瘤細胞的遠處轉移。目前Lgr5在細胞分子學方面的詳細機制尚不十分清楚，大多局限在細胞信號傳導層面，未來還需深入探究。

1.2 Lgr5與細胞微生態對結直腸癌細胞的影響

腫瘤細胞生長受到周邊微生態環境的精確調節，研究[3]顯示，在Lgr5陽性表達的結直腸癌干細胞中，抑制干細胞中的線粒體或抑制其周圍潘氏細胞的糖酵解過程，可以對腫瘤的繁殖起到強烈的抑制作用。進一步研究發現，其周圍潘氏細胞通過糖酵解作用持續為腫瘤細胞提供乳酸，強化其線粒體的氧化磷酸化作用，對腫瘤的增殖及轉移有著極大的促進作用。所以細胞周圍微生態環境對腫瘤的增殖也有重要作用。

1.3 Lgr5具有的增殖分化能力對結直腸癌的影響

對結直腸癌細胞中Lgr5陽性表達的干細胞克隆進行譜系追蹤研究[4]顯示，它具有自我繁殖更新并產生異型分化細胞的能力，證明了其對癌細胞的快速增殖和腫瘤的分化分期上起到重要作用。與此同時還發現，在正常的腸上皮細胞受到損傷后，如結腸的炎性病變，也可以發現Lgr5陽性干細胞的早期祖細胞對受損組織再生起到積極的促進修復作用，說明了Lgr5陽性干細胞無論癌變組織中還是正常的腸上皮細胞中，都具有促進細胞增殖分化的功能，但正常的Lgr5陽性干細胞是如何由轉化為腫瘤干細胞的過程還有待進一步深入研究。

2.Lgr5的促癌作用在大樣本統計學調查方面的進展

一項針對Lgr5陽性表達病人與結直腸癌相關性的Meta研究[5]分析中顯示，在符合8項納入標準的2193名病人中，Lgr5和結直腸癌的淋巴結轉移(OR=2.248,95%CI=1.205–4.192,P=0.011)，腫瘤的遠處轉移(OR=3.872,95%CI=2.792–5.370,P＜0.001)和TNM分期(OR=3.264,95% CI=1.731–6.155,P＜0.001)有直接的相關性，Lgr5的過度表達在統計學意義上與結直腸癌患者總體生存率呈顯著的相關性。這項研究提示，Lgr5可作為一項預測癌癥病人預后的一項指標，也可以作為結直腸腫治療的新靶標。國內有學者[6]應用免疫組化方法檢測145例不同病理類型標本中大腸癌干細胞中Lgr5標記物的表達，分析研究其與大腸癌發生、發展和預后的聯系，結果顯示Lgr5標記物在大腸癌組織中的陽性率高達95.65%，明顯高于正常的腸粘膜細胞以及炎性增生性息肉中Lgr5的表達率16.12%（P＜0.05）。

3.Lgr5在臨床診斷和靶向治療新方案方面的進展

最近，利用腫瘤干細胞標記物檢測循環血液中的腫瘤干細胞受到了廣泛關注[7]。相關實驗結果顯示，結直腸癌患者中Lgr5表達水平顯著高于與健康對照組，這項臨床檢測成果可能在未來的臨床檢測中得到應用。研究腫瘤干細胞標記物的另一個重要目的就是將其應用于精準的靶向治療方面，以期求得低毒、高效的殺滅腫瘤細胞。“抗體藥物偶聯物（ADCs）”是一種利用Lgr5標記物精確治療治療結直腸癌的新方法[8]，ADCs通過與Lgr5抗體相偶聯，與對應抗原表達細胞結合，通過胞吞作用將ADCs內含有的細胞毒性藥物完全的運送至腫瘤細胞內，起到靶向高效的滅瘤作用，且對正常組織細胞的損傷很小。這種靶向治療方法具有特異性高、針對性強、毒性作用小的特點，是對Lgr5標記物臨床前期應用的一個新突破。

4.Lgr5標記物研究面臨的難點

雖然目前關于Lgr5的研究已取得不小的進步，但仍有以下幾個有待解決的難點，（1）Lgr5的細胞分子水平的機制尚未被系統闡明；（2）對于Lgr5標記物的起源細胞還沒有完全確認；（3）Lgr5標記物檢測對于臨床上檢測結直腸癌的復發及轉移的應用價值有待進一步提升；（4）因Lgr5在少數正常組織干細胞中也有表達，安全有效的特異性殺滅腫瘤細胞而不傷及正常組織，是一個在靶向治療過程中需要解決的問題。

5.結語

Lgr5腫瘤干細胞標記物的發現和相關研究的不斷發展，對于結直腸腫瘤的診斷和防治復發轉移等方面有著積極且重要的意義。雖然目前對于Lgr5標記物的認識尚不十分透徹與深入，但目前大量的基礎研究和臨床調查已經明確其在腫瘤發生及發展中的促進作用，未來前景十分廣闊，相信在不就的將來，針對性的干細胞標記物靶向治療徹底治愈結直腸癌的日子離我們不會遙遠。

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