胰腺星狀細(xì)胞與胰腺腫瘤微環(huán)境的關(guān)系

摘要：胰腺導(dǎo)管癌(PDAC)是一種破壞性極強(qiáng)的疾病，在最近的數(shù)10年里，患者的預(yù)后都沒有明顯的改善。近10余年來，研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌的發(fā)展和轉(zhuǎn)移不僅取決于胰腺癌細(xì)胞，還與胰腺癌間質(zhì)細(xì)胞密切相關(guān)，胰腺星狀細(xì)胞是一種重要的間質(zhì)細(xì)胞。一些體外和體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)的證據(jù)證實(shí)了胰腺星狀細(xì)胞對胰腺癌發(fā)展的影響。本綜述回顧了胰腺星狀細(xì)胞在胰腺腫瘤微環(huán)境中起的作用及對胰腺癌的影響。抑制胰腺星狀細(xì)胞從而改變腫瘤微環(huán)境，未來可能會提高胰腺癌的治療效果。

關(guān)鍵詞：胰腺星狀細(xì)胞；胰腺癌；腫瘤微環(huán)境；細(xì)胞外基質(zhì)

在2004年，胰腺星狀細(xì)胞（PSCs）被發(fā)現(xiàn)能在慢性胰腺炎的進(jìn)展中產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）蛋白，這其中包含了胰腺癌間質(zhì)[1]。使用免疫組化分析人PDAC切片，針對星狀細(xì)胞選擇行標(biāo)記（比如，結(jié)蛋白，膠質(zhì)纖維酸性蛋白，巢蛋白，神經(jīng)細(xì)胞粘附分子），與α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）一樣被活化標(biāo)記，Apte等[1]在腫瘤間質(zhì)中發(fā)現(xiàn)了活化的PSCs，活化的PSCs是ECM蛋白的特殊來源，α-SMA信使RNA和膠原信使RNA是僅限于腫瘤間質(zhì)的。他們也表明了活化的PSCs在腫瘤間質(zhì)中是主要的來源。

最近，活化的PSCs被發(fā)現(xiàn)環(huán)繞在人胰腺癌上皮內(nèi)腫瘤性病變（PanINs）周圍，這表明它們可能在作用于癌癥早期的發(fā)展階段，在建立的遺傳工程學(xué)小鼠(GEM)[2]中同樣發(fā)現(xiàn)活化的PSCs環(huán)繞在PanINs周圍，活化的PSC像是腫瘤的起源。

正因?yàn)樵谝认倌[瘤中的PSCs和癌細(xì)胞有如此密切的聯(lián)系，已經(jīng)有越來越多的調(diào)查研究他們之間是如何相互作何用的。

1共培養(yǎng)的PSCs和癌細(xì)胞之間的相互關(guān)系

用PSCs和胰腺癌細(xì)胞細(xì)胞的共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，支持了胰腺癌細(xì)胞滋養(yǎng)PSCs而PSCs促進(jìn)了腫瘤的生長和局部侵襲的理論。胰腺癌細(xì)胞能激發(fā)PSCs的增殖和轉(zhuǎn)移。癌細(xì)胞通過PSCs誘導(dǎo)增加ECM合成，可能是通過轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β1和成纖維細(xì)胞生長因子介導(dǎo)的，反之，PSCs的增殖與血小板源性生長因子的活化有關(guān)[3]。

1.1 PSCs增加胰腺癌細(xì)胞的增殖PSCs能夠激發(fā)癌細(xì)胞增殖：癌細(xì)胞上皮標(biāo)記物的表達(dá)的減少，例如鈣黏著糖蛋白[4]。PSCs的這種能夠促進(jìn)癌細(xì)胞中上皮向間質(zhì)轉(zhuǎn)化的能力也許能夠解釋在癌細(xì)胞中加入PSCs后觀察到癌細(xì)胞侵襲性增加的原因。PSCs誘導(dǎo)促進(jìn)癌細(xì)胞增殖被認(rèn)為是由細(xì)胞因子如血小板衍生生長因子(PDGF)介導(dǎo)的[5]，其它PSCs分泌的細(xì)胞因子包括胰島素樣生長因子、表皮生長因子、肝細(xì)胞生長因子和轉(zhuǎn)化生長因子β1是否在其中起作用有待于進(jìn)一步的研究來證實(shí)。

Ikenagat等[6]觀察了人PSCs中有功能的不同成分，來測定它們在癌細(xì)胞中起的作用。他們從人胰腺組織中分離了一個PSCs的分子團(tuán)，它表達(dá)的CD10（一個細(xì)胞膜關(guān)聯(lián)的間質(zhì)金屬蛋白酶）的水平是增高的。表達(dá)CD10的PSCs在引導(dǎo)癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移的能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低表達(dá)CD10的PSC的。

1.2在缺氧環(huán)境下PSCs對胰腺癌的作用缺氧的環(huán)境也可能影響PSCs在胰腺腫瘤中的功能。胰腺癌微血管密度與正常的胰腺組織中相比是明顯降低的[7]。腫瘤細(xì)胞在低氧環(huán)境中生長的更加迅速。在體外研究中，Eguchi等[8]發(fā)現(xiàn)，在低氧（1% O2）條件下，PSCs對胰腺癌侵襲能力的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在正常氧（21% O2）條件下的。在低氧環(huán)境下，PSCs對結(jié)締組織生長因子（CTGF）的分泌增加，并且CTGF增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞的侵襲力。這個研究指出PSCs增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞侵襲力可能是由PSCs分泌的CTGF介導(dǎo)的。

1.3 PSCs增強(qiáng)胰腺癌的化療抵抗PSCs可能也與胰腺癌對放化療的抵抗力和治療后的復(fù)發(fā)有關(guān)系。通過共培養(yǎng)試驗(yàn)，Mantoni等[9]指出PSCs保護(hù)癌細(xì)胞免受輻射并且通過一個通路增加了癌細(xì)胞的增殖存活，這個過程需要β1整連蛋白。在癌細(xì)胞中使用小分子RNA降低β1整連蛋白和黏著斑蛋白的活性可以限制PSCs對癌細(xì)胞的放射防護(hù)作用。

胰腺癌的復(fù)發(fā)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)歸咎于受治療后仍殘留未受影響的癌干細(xì)胞。Hamada團(tuán)隊(duì)[10]發(fā)現(xiàn)PSCs增加了標(biāo)記物的表達(dá)，例如，巢蛋白，ABCG2和LIN28，通過這些提高了癌干細(xì)胞在癌細(xì)胞中的顯型。這可能因?yàn)镻SCs誘導(dǎo)的干細(xì)胞有利于本病的復(fù)發(fā)。

2在體內(nèi)研究中PSC和癌細(xì)胞之間的相互關(guān)系

Bachem團(tuán)隊(duì)[3]將人胰腺癌細(xì)胞單獨(dú)或者聯(lián)合人PSCs一起皮下注射進(jìn)免疫缺陷的小鼠。他們發(fā)現(xiàn)與單獨(dú)種植癌細(xì)胞相比，PSCs聯(lián)合種植癌細(xì)胞能夠更快地促進(jìn)腫瘤的形成和增殖。在組織學(xué)分析中，腫瘤被發(fā)現(xiàn)具有顯著的間質(zhì)反應(yīng)，這個現(xiàn)象支持了在體外實(shí)驗(yàn)中觀察到的PSCs誘導(dǎo)癌細(xì)胞增殖的反應(yīng)。但是，皮下種植的模型并沒有正常生理相適應(yīng)的腫瘤微環(huán)境，對研究腫瘤的轉(zhuǎn)移用處不大，而轉(zhuǎn)移正是胰腺癌一個突出的特征。

在早期的研究中，為了用來辨別出在正常胰腺癌腫瘤中的間質(zhì)反應(yīng)，Lohr等[11]將用了TGFβ1互補(bǔ)DNA轉(zhuǎn)染的PANC-1細(xì)胞注射進(jìn)裸鼠的胰腺中。他們發(fā)現(xiàn)PANC-1細(xì)胞誘導(dǎo)了腫瘤周圍形成廣闊的結(jié)締組織增生，并且TGFβ1的表達(dá)增加了。盡管在這個研究中，PSCs的起的作用未被評估，但是它就跟TGFβ1一樣，提高了ECM蛋白在腫瘤周圍的沉積。

幾年以后，Apte團(tuán)隊(duì)[12]利用人胰腺癌細(xì)胞懸浮液，單獨(dú)或者與人原代PSCs聯(lián)合直接注射進(jìn)老鼠胰腺中建立了一個原位癌模型。Hwang等[13]利用胰腺癌細(xì)胞系BXPC3和永生化PSCs同樣建立了一個相似的模型。兩個研究同樣表明了人PSCs參與了腫瘤的纖維化、局部腫瘤生長和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。

Xu等[5]將雄性動物的PSCs注射進(jìn)雌性裸鼠。在原位雜交中使用熒光標(biāo)記，在遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的腫瘤中檢測到Y(jié)染色體陽性的PSCs，包括肝臟，橫膈膜和縱隔。PSCs與胰腺癌細(xì)胞能夠一同遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，并且癌細(xì)胞可能更容易存活、傳播和增殖。這些結(jié)果改變了轉(zhuǎn)移僅僅是通過癌細(xì)胞介導(dǎo)這個概念，并且指明新的靶向治療不僅針對癌細(xì)胞，間質(zhì)細(xì)胞同樣重要。

3靶向抑制PSCs在胰腺癌治療中的作用

胰腺腫瘤間質(zhì)促進(jìn)了胰腺癌的進(jìn)展是很明確的，并且它還是重要新型治療的靶向目標(biāo)。最近針對靶向PSCs的臨床前試劑的研究已有了鼓舞人心的報道。Von Hoff[14]報道了在使用納米微粒蛋白結(jié)合型紫杉醇（nab-紫杉醇）后顯著的間質(zhì)反應(yīng)消耗，而這些是在皮下種植了患者來源的胰腺癌腫瘤的小鼠中發(fā)現(xiàn)的。這些間質(zhì)的消耗在腫瘤中伴隨著血管的擴(kuò)張，而增加內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)記物m巢蛋白的表達(dá)，相比于只給與吉西他濱的小鼠，聚集度增加了2.8倍。這些發(fā)現(xiàn)支持了間質(zhì)隔室阻斷了藥物輸送到腫瘤細(xì)胞的概念。然而，這些研究需要在恰當(dāng)?shù)脑坏囊认侔┠Ｐ蜕现貜?fù)驗(yàn)證，也需要評估nab-紫杉醇在腫瘤局部和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移治療上的效果。

Hh通路也被用來靶向破壞PSCs對癌細(xì)胞的影響。在GEM模型中，口服給藥的IP-926，一種Smoothened（SMO）基因抑制劑（兩種Hh通路夸膜受體中的一個），降低了PSCs的活化，導(dǎo)致基質(zhì)消耗，增加了腫瘤血管和改善了吉西他濱向腫瘤的傳輸。然后，這是一個短暫的效應(yīng)，在1~2w里，腫瘤會減小，但是腫瘤在之后的時間里會再次長大。在單獨(dú)注射了BXPC3或者BXPC3和PSCs聯(lián)合注射的小鼠原位胰腺癌模型中，AZD8542(另外一種SMO抑制劑)顯著減小了腫瘤的體積，增加了腫瘤血管，減少了肝臟的轉(zhuǎn)移。這種觀察到的效果的特殊機(jī)制是不明確的，因?yàn)榛衔镌隗w內(nèi)實(shí)驗(yàn)中并沒有直接作用于抑制PSCs的活化。

在GEM小鼠模型中基質(zhì)成分透明質(zhì)酸酶（聯(lián)合吉西他濱）靶向治療最近有相關(guān)報道，減小了腫瘤的體積，增加了生存總時間。這與腫瘤間質(zhì)中大量的纖維膠原和活化的PSCs的減少相關(guān)的。

綜上所述，雖然PSCs發(fā)現(xiàn)的時間并不長，但是卻成為胰腺癌研究中的焦點(diǎn)。PSCs和胰腺癌之間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系，隨著研究的深入，PSCs和胰腺癌微環(huán)境之間的關(guān)系會有越來越多的發(fā)現(xiàn)，針對間質(zhì)和癌細(xì)胞聯(lián)合靶向治療為胰腺癌的臨床治療提供了新方向。但是直至目前為止，究竟胰腺癌細(xì)胞-間質(zhì)細(xì)胞分泌的諸多細(xì)胞因子在胰腺癌微環(huán)境中如何相互作用。如何尋找阻斷二者相互協(xié)同作用的治療靶點(diǎn)，胰腺癌細(xì)胞微環(huán)境改變與腫瘤發(fā)生關(guān)系究竟如何等等，這些重要問題尚需進(jìn)一步深入的研究和探討。

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