結腸癌干細胞標記物及其相關通路的研究進展＊

李福玲 周麗萍

（浙江中醫藥大學 生命科學學院，浙江杭州 310053）

結腸癌是目前嚴重威脅人類健康的消化道惡性腫瘤之一，其發病率和死亡率呈逐年增長趨勢，其中5年生存率僅為65%。結腸癌的復發轉移和治療耐受是其死亡率和預后差的主要原因。結腸癌干細胞與結腸癌的發生發展、轉移轉化以及增殖和化學抵抗有密切關系。近年來，隨著結腸癌干細胞概念的提出，對結腸癌干細胞特異性標志物及相關信號通路的探索逐漸深入，有利于闡明結腸癌發生發展的機制，為結腸癌的防治提供關鍵信息。本文將對結腸癌干細胞的標記物及相關通路進行如下綜述。

1 結腸癌干細胞與腫瘤干細胞

結腸癌干細胞是存在于結腸癌中的一小部分具有自我更新、多項分化和無限增殖潛能的細胞，它與結腸癌的轉移、復發和治療耐受有著密切的聯系。結腸癌干細胞為腫瘤干細胞中的一類，雖然有特異性方面的差異，但是研究思路和方法大致相同。腫瘤干細胞的研究關鍵主要是如何從腫瘤細胞或腫瘤組織中分離出腫瘤干細胞。1994年, Lapidot等利用細胞表面標志物表達，首次分離出了人急性粒細胞白血病干細胞。此后逐漸發展成為腫瘤干細胞分離和純化的方法之一——表面標志物分選法，比較常用的為流式細胞儀分選法和免疫磁珠分選法。此外常用的分離和純化腫瘤干細胞的方法還有：（1）無血清培養形成細胞球，即富集腫瘤干細胞的方法；（2）Hoechest熒光染料法，等。

2 結腸癌干細胞的標志因子

研究發現，皮下注射結腸癌CD133+細胞于免疫缺陷的NOD/SCID小鼠中，小鼠長出與原始腫瘤表型相同的腫瘤，說明該類型細胞具有維持自身分化和重建腫瘤的能力，并得出少量未分化的具有致瘤性的CD133+細胞可以產生結腸癌的結論。Wang等通過研究證明CD44是大腸癌干細胞標志物。包衛光等通過研究證明LGR5與結腸癌的組織分化有關，可以作為結腸癌干細胞標志物。Ke J等在細胞株 HCT116和SW480上發現CD24表達，Leng Z等在DLD-1細胞株上發現CD133、CD166和乙醛脫氫酶（ALDH)表達。孫雯雯等利用克隆形成試驗和成瘤實驗證實CD133可以作為結腸癌HT29細胞系的特異性生物標志。更有許多研究者證明，這些標志物在結腸癌干細胞中表達。根據這些表面標志物可以將結腸癌干細胞分成不同的亞組，但是目前哪種標志物最適宜標記結腸癌干細胞還沒有定論。

3 結腸癌干細胞相關的信號通路

3.1 結腸癌干細胞與Wnt通路

Wnt信號通路是人體內重要的信號轉導系統，由多種信號分子參與調控，主要包括Wnt蛋白、散亂蛋白、β-catenin、卷曲蛋白、低密度脂蛋白受體相關蛋白5/6( LRP5/6)、糖原合成酶激酶3β，其在細胞增殖、分化、凋亡、胚胎發育等生理過程中發揮了重要的調節作用。目前 Wnt 信號通路主要有3個核心途徑：Wnt /PCP（Planner Cell Polarity）信號，主要控制細胞組織的形態發展過程；Wnt/Ca信號，主要控制細胞的運動改變；Wnt/β-catenin 信號，主要控制細胞增殖過程，并且突變的APC基因更容易引起 Wnt 信號通路的激活。其中，Wnt/β-catenin信號途徑是 Wnt 信號通路的經典通路，研究的最多，后兩類信號途徑由于技術難點，在組織穩態的生理功能還不甚了解。在結腸癌干細胞中，Wnt 信號通路持續呈現激活狀態。因此，正常結腸干細胞功能的維持與Wnt 信號通路非常重要，干細胞功能的正常維持需要依靠功能正常的Wnt信號通路表達的TCF4，是與結腸癌相關性最高的TCF家族成員。實驗證明，過度表達的Wnt信號通路抑制基因Dickkopf-1或人工刪除TCF4，均可以阻斷腫瘤細胞的Wnt通路，進而抑制腫瘤細胞的生長歷程。

3.2 結腸癌干細胞與Notch通路

Notch信號通路影響細胞正常形態的多個生命過程，包括細胞的增殖、分化和凋亡，是廣泛研究的在進化過程中高度保守，介導細胞間通訊的信號通路之一。一個完整的Notch信號通路包括Notch受體、Notch 配體、細胞內效應分子CSL蛋白、Notch靶基因、其他效應物和Notch的調節分子等。Notch信號通路在結腸癌、皮膚癌、多發性骨髓瘤等多種癌癥中異常表達，其中Notch1還四種受體中研究最為廣泛的。趙雪等應用免疫組化法分別檢測分化程度不同的結腸癌手術標本表達的Notch1，結果得出Notch1與結腸癌發生發展有關系的結論。熊祎虹等人將不同濃度的馬齒莧醇提取物作用于結腸癌HT-29干細胞，發現馬齒莧醇提取物對HT-29干細胞增殖有抑制作用，對Notch1表達有下調作用。故而推斷阻斷Notch信號通路，能抑制結腸癌干細胞的增殖。因此，研究結腸癌發病的機制以及從信號通路中尋求潛在的腫瘤治療靶點具有重要意義。

3.3 結腸癌干細胞與TGF-β通路

TGF-β信號通路是人類癌癥的發生發展中重要通路之一，在調節分化，遷移和凋亡等細胞行為的許多方面發揮重要功能。TGF-β家族超過30個成員其中有TGF-β、活化素、抑制素、苗勒管抑制質、骨形成蛋白等。當這一信號通路中發生突變時，會促進腫瘤的發展和轉移。居頌文檢測結腸癌患者血漿外泌體表面mTGF-β1 處于高表達狀態，可能與結腸癌免疫抑制環境的構成相關，并促進結腸癌的發生、發展。劉松等探討了青蒿琥酯對結腸癌腫瘤生長，結果顯示ART能夠抑制結腸癌腫瘤生長，減輕結腸癌細胞的增殖和侵襲轉移能力，誘導細胞凋亡，其機制與TGF-β1/Smad4信號通路有關，ART是青蒿素衍生物之一。羅吉等人通過研究健脾消癌方對結腸癌 TGF-β/lncRNA-ATB/miR-200a信號通路的影響，發現通過抑制TGF-β信號通路，可以抑制結腸癌的轉移。

3.4 其他與結腸癌干細胞相關通路

此外，Hedgehog、NF-κB、uPA和p-Akt均參與結腸癌的生長及增殖過程，且不同信號通路之間存在相互關聯。趙雪等人通過分析正常結腸黏膜組織和結腸腺瘤和結腸癌組織，發現Notch1、NF-κ B、uPA和p-Akt表達陽性率呈逐漸增加趨勢，這些指標與結腸癌的發生發展有關，表明不同的信號通路之間可能存在某種聯系分子，協同發揮作用，致使結腸癌發生。

4 展望

結腸癌作為目前威脅人類生命健康的常見癌癥之一，復發與轉移嚴重影響了患者的預后，而近年來興起的腫瘤干細胞理論則為結腸癌的治療提供了新的思路。隨著研究者對結腸癌干細胞表面標志物和信號通路的深入認識和藥物開發技術的逐漸提高，相信在不久的將來能開發多靶標抗癌藥物將會為大腸癌的治療提供更有效的方法。