間充質(zhì)干細(xì)胞對乳腺癌細(xì)胞的影響

張耀天， 韓翰

（1. 沈陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)2016 級10 班， 遼寧 沈陽110034； 2. 生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室）

乳腺癌是來自乳腺終末導(dǎo)管和小葉上皮的一種惡性腫瘤， 發(fā)病率逐年增長， 且有年輕化趨勢，是女性最常見的惡性腫瘤之一， 也是導(dǎo)致女性癌癥死亡的最主要疾病， 給患者帶來極大痛苦和困擾［1］。 間 充 質(zhì) 干 細(xì) 胞 （mesenchymal stem cells，MSCs） 具有多向分化潛能、 低免疫原性， 來源廣泛、 易獲取， 廣泛應(yīng)用于器官移植、 組織工程和基因治療等領(lǐng)域［2－3］。 研究表明MSCs 可在微環(huán)境的誘導(dǎo)下靶向性遷移到受損部位并參與受損組織的修復(fù)， MSCs 亦具有向腫瘤組織歸巢的特性， 歸巢到腫瘤部位的MSCs 作為參與構(gòu)成腫瘤微環(huán)境的重要組分， 使腫瘤微環(huán)境發(fā)生重塑， 對整個腫瘤的生物學(xué)產(chǎn)生影響［4］。 本文就MSCs 在乳腺癌的腫瘤微環(huán)境中對乳腺癌細(xì)胞侵襲力的影響進(jìn)行綜述。

1 乳腺癌簡介

2018 年美國癌癥學(xué)會對全球185 個國家36 種癌癥的發(fā)病和死亡人數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)， 數(shù)據(jù)顯示：2018 年全球乳腺癌新發(fā)病例210 萬， 占全部新發(fā)病例的11.6%， 新發(fā)乳腺癌死亡病例63 萬， 占6.6%； 乳腺癌在女性全部惡性腫瘤的發(fā)病率和死亡率中均居首位［5］。 雖然在全球范圍內(nèi)我國屬于乳腺癌低發(fā)地區(qū)， 2018 年新發(fā)病例36.8 萬， 占全球比17.6%， 但隨著近幾年居民生活節(jié)奏加快、女性生活壓力增加， 我國女性乳腺癌的發(fā)病率也呈現(xiàn)逐年上升的趨勢， 對女性的健康構(gòu)成重大威脅［6］。

乳腺癌的發(fā)病原因眾多， 涉及多種危險(xiǎn)因素。大量數(shù)據(jù)分析顯示， 年齡是乳腺癌的重要危險(xiǎn)因素之一， 女性40 ～60 歲是乳腺癌的好發(fā)年齡； 女性月經(jīng)初潮早（小于12 歲）， 絕經(jīng)晚（大于50歲） 以及經(jīng)期長（大于35 年） 也是目前公認(rèn)的發(fā)病危險(xiǎn)因素； 一些中年女性為了緩解更年期癥狀而過度補(bǔ)充雌性激素也增加了患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)［7］。此外， 不健康的生活方式、 飲食習(xí)慣、 環(huán)境因素、遺傳因素、 精神壓力、 人工流產(chǎn)史等多種因素也構(gòu)成了誘發(fā)乳腺癌的危險(xiǎn)因素［8］。

乳腺癌的早期篩查對于乳腺癌的防治具有重要意義。 隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的不斷進(jìn)步以及居民健康意識的提高， 許多乳腺癌患者在患病初期便得以治療， 但術(shù)后癌癥的復(fù)發(fā)和癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移仍是乳腺癌患者死亡的一大重要原因。 因此， 乳腺癌的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移仍是一個重大的臨床問題。

2 MSCs 簡介

MSCs 具有自我更新和多向分化能力， 是一種來源于中胚層的多能干細(xì)胞［9］。 這個類群的細(xì)胞概念由Friedenstein 等［10］所提出， 1991 年Caplan發(fā)現(xiàn)其具有向多種細(xì)胞類型分化的潛能， 首次將其稱為間充質(zhì)干細(xì)胞［11］。 MSCs 是多能干細(xì)胞， 主要來源于骨髓、 脂肪組織、 臍帶血和牙髓［12－14］。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)MSCs 具有多向分化能力、 低免疫原性、 免疫調(diào)節(jié)能力、 靶向歸巢能力等生物特性［15－16］。 有研究證明MSCs 可在多種因子作用下定向趨向性遷移至損傷部位并定植［17－18］。 而腫瘤被認(rèn)為是慢性炎癥部位［19］， MSCs 亦具有向腫瘤部位靶向性遷移特性， 參與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展，并在腫瘤治療方面顯示出很大潛力。

3 MSCs 在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用

Cuiffo 等［20］研究發(fā)現(xiàn)， MSCs 調(diào)控的miRNAs與叉頭轉(zhuǎn)錄因子FOXP2 結(jié)合可促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移；MSCs 可引起包括miRNA－199a 在內(nèi)的一些miRNAs的異常表達(dá)， 從而加強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞的腫瘤干細(xì)胞特性； FOXP2 是一種與表達(dá)能力和語言能力發(fā)展密切相關(guān)的叉頭轉(zhuǎn)錄因子， 敲除乳腺癌細(xì)胞中的FOXP2 基因可促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖、 發(fā)生和轉(zhuǎn)移； miRNA－199a 的升高和FOXP2 的表達(dá)下調(diào)是臨床惡性乳腺癌的顯著特征， 與低生存率和預(yù)后不良顯著相關(guān)。 另有研究表明， MSCs 通過促進(jìn)層粘連蛋白、 纖維連接蛋白和膠原蛋白纖維的沉積，增加癌細(xì)胞的增殖和侵襲［21－22］。 間質(zhì)纖維連接蛋白的高表達(dá)已被證實(shí)與乳腺癌的陰性預(yù)后有關(guān)［23－26］。 在腫瘤微環(huán)境中， MSCs 還可以通過產(chǎn)生細(xì)胞因子， 促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。 Antonella等［27］發(fā)現(xiàn)， MSCs 產(chǎn)生的白細(xì)胞介素－6 （IL－6）和血管內(nèi)皮生長因子（VEGF） 促進(jìn)了乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移， 并且當(dāng)IL－6 和VEGF 共同作用時(shí)這種現(xiàn)象明顯增強(qiáng)。 McAndrews 等［28］使用3D 共培養(yǎng)模型來研究MSCs 對浸潤性乳腺癌細(xì)胞遷移的影響， 發(fā)現(xiàn)與MSCs 共培養(yǎng)可增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞的定向遷移能力， 利用轉(zhuǎn)化生長因子－β （TGF－β） 抗體去除MSCs 培養(yǎng)基中的TGF－β 可顯著降低乳腺癌細(xì)胞的定向遷移能力， 表明MSCs 分泌的TGF－β 誘導(dǎo)了乳腺癌細(xì)胞的遷移。 MSCs 可表達(dá)表皮生長因子受體（EGFR）， 乳腺癌細(xì)胞可分泌包括TGF－α在內(nèi)的EGFR 配體， 經(jīng)TGF－α 處理的MSCs 轉(zhuǎn)錄組分析表明， TGF－α 可能通過刺激MSCs， 激活EGFR， 導(dǎo)致編碼分泌蛋白的多種基因的表達(dá)發(fā)生顯著變化， 可以顯著促進(jìn)乳腺癌的進(jìn)展［29－30］。

許峰等［31］將人骨髓來源MSCs 與乳腺癌細(xì)胞系MCF－7 進(jìn)行共培養(yǎng)后， 發(fā)現(xiàn)MCF－7 細(xì)胞出現(xiàn)梭形改變， 這意味著MCF－7 細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化能力提高； 還發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期G1／S 轉(zhuǎn)化速度變快，并且細(xì)胞增殖能力明顯提高， 由此推斷MSCs 可能通過旁分泌促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的遷移和轉(zhuǎn)移， 提高乳腺癌細(xì)胞的侵襲力。 陳樺等［32］將人脂肪來源MSCs 與乳腺癌細(xì)胞系共培養(yǎng)后也得出相近的結(jié)論， 還發(fā)現(xiàn)共培養(yǎng)后乳腺癌細(xì)胞系中的miR－210表達(dá)上調(diào)， 后通過對裸鼠荷瘤模型注射miR－210抑制劑， 觀察到MSCs 向腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs） 轉(zhuǎn)化受到了一定程度的抑制， 并降低腫瘤生長， 表明miR－210 可能作為一個潛在的靶點(diǎn)參與乳腺癌腫瘤微環(huán)境中MSCs 向CAFs 的轉(zhuǎn)化。

4 MSCs 在乳腺癌治療中的應(yīng)用研究

有研究表明， 沉默信息調(diào)節(jié)因子 （silent information regulaltor 1， Sirt1） 在MSCs 中的高表達(dá)， 對MSCs 的增殖分化起調(diào)節(jié)作用［33］。 吳麗娟［34］將MSCs－Sirt1 注射到4T1 乳腺癌荷瘤小鼠模型進(jìn)行研究， 結(jié)果表明MSCs－Sirt1 對4T1 乳腺癌細(xì)胞的生長有明顯的抑制作用， 其機(jī)制可能是MSCs－Sirt1 通過CXCL10 募集NK 細(xì)胞增強(qiáng)局部炎癥反應(yīng)從而抑制4T1 乳腺癌細(xì)胞生長。 也有研究顯示， 在2D 和3D 體外模型中， 將MSCs 與乳腺癌細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)， 通過抑制P2X 介導(dǎo)的嘌呤能信號， 能夠降低乳腺癌細(xì)胞的致癌能力和轉(zhuǎn)移能力，提示抑制嘌呤能信號系統(tǒng)是一個潛在的治療干預(yù)靶點(diǎn)［35］。

MSCs 來源的外泌體包含細(xì)胞因子、 生長因子、 mRNA 和miRNA 等， MSCs 來源的外泌體可用于癌癥等疾病的無細(xì)胞治療［36］。 Pakravan 等［37］研究發(fā)現(xiàn)， MSCs 來源的外泌體中富含miRNA－100，其可能通過調(diào)節(jié)mTOR／HIF－1α／VEGF 信號軸抑制體外血管生成， 從而對乳腺癌起到抑制作用。 還有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)解聚素－金屬蛋白酶17－shRNA （a disintegrin and metalloprotease 17－shRNA， ADAM17－shRNA） 轉(zhuǎn)染的MSCs 可顯著降低乳腺癌MCF－7細(xì)胞的體外侵襲力并顯著抑制ADAM17、 表皮細(xì)胞生長因子受體（EGFR） 和細(xì)胞增殖核抗原Ki－67 的表達(dá)； 還可顯著降低裸鼠移植瘤的體積， 這表明MSCs 可介導(dǎo)ADAM17－shRNA 靶向歸巢至乳腺癌并發(fā)揮抑瘤作用， ADAM17 可能是治療乳腺癌的重要靶點(diǎn)之一［38－40］。 有中醫(yī)學(xué)者還發(fā)現(xiàn)溫腎壯骨方治療乳腺癌骨轉(zhuǎn)移的部分機(jī)制可能是通過減弱腫瘤微環(huán)境中的MSCs 與乳腺癌細(xì)胞之間的相互作用來實(shí)現(xiàn)的［41］。

綜上所述， 乳腺癌的形成依賴于多種受體和信號傳導(dǎo)通路， 伴隨著一系列復(fù)雜精細(xì)的反應(yīng)。MSCs 在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮巨大的作用， 甚至影響整個腫瘤的生物學(xué)效應(yīng)。 因此了解MSCs 與乳腺癌細(xì)胞相互作用的具體機(jī)制對乳腺癌的預(yù)防及治療具有重要意義。