肝癌干細(xì)胞靶向治療的研究進(jìn)展

魏元秀綜述，高 建審校

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院消化內(nèi)科，重慶400010）

肝癌干細(xì)胞靶向治療的研究進(jìn)展

魏元秀綜述，高 建審校

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院消化內(nèi)科，重慶400010）

肝腫瘤；腫瘤干細(xì)胞；腫瘤標(biāo)記，生物學(xué)；免疫療法；信號(hào)處理，計(jì)算機(jī)輔助；微RNAs；綜述

肝癌是世界上最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，盡管目前腫瘤的治療已有顯著進(jìn)步，但仍存在腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移、放化療抵抗。隨著腫瘤干細(xì)胞（CSC）的提出及深入研究，腫瘤發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)及耐藥機(jī)制得到合理的解釋。CSC假說(shuō)認(rèn)為腫瘤是由異質(zhì)性的細(xì)胞群體組成，其中極少部分是具有自我更新、無(wú)限增殖及致瘤性的細(xì)胞，這種具有干細(xì)胞特性的細(xì)胞被稱為CSC或腫瘤起始細(xì)胞，約占腫瘤組織的1%，通過(guò)不對(duì)稱分裂和不斷分化為形態(tài)功能各異的腫瘤細(xì)胞。隨著對(duì)CSC的分離鑒定及其調(diào)控機(jī)制的深入研究，靶向肝癌干細(xì)胞為肝癌的治療開辟了新途徑，本文就其靶向治療的研究進(jìn)展作一綜述。

1 靶向腫瘤表面標(biāo)志物

肝癌干細(xì)胞的表面標(biāo)志物主要包括CD133、CD90、CD44、人上皮細(xì)胞黏附分子（EpCAM）和CD13，這些表面標(biāo)志物的腫瘤細(xì)胞具有自我更新、無(wú)限增殖及高致瘤性[1-2]。因此，以CSC特異性表面標(biāo)志物為靶標(biāo)的分子靶向藥物可成為CSC靶向治療的重要手段之一。金納米棒負(fù)載CD44單克隆抗體在治療MCF-7乳腺癌時(shí)可靶向光燒蝕CD44+乳腺癌干細(xì)胞側(cè)群[3]。Wang等[4]在體外利用單壁碳納米管負(fù)載CD133單克隆抗體，并用近紅外線輻照GBM-CD133（+）和GBM-CD133（-）細(xì)胞，結(jié)果顯示GBM-CD133（+）膠質(zhì)瘤干細(xì)胞被選擇性靶向消除，而GBM-CD133（-）細(xì)胞仍然存活；進(jìn)一步研究表明，局部熱療作用同樣可抑制GBM-CD133（+）干細(xì)胞的自我更新能力和體內(nèi)致瘤性。Lan等[5]利用短發(fā)夾RNA（shRNA）使HepG2-CD133（+）肝癌干細(xì)胞的CD133表達(dá)下調(diào)，體外實(shí)驗(yàn)顯示肝癌干細(xì)胞的增殖、克隆成球能力明顯減弱，并且在NOD/SCID小鼠中移植瘤的生長(zhǎng)明顯受到抑制。Yamashita等[6]研究發(fā)現(xiàn)，利用干擾RNA技術(shù)使EpCAM的表達(dá)下降可抑制EpCAM（+）的肝癌細(xì)胞增殖。

2 靶向信號(hào)通路

2.1 靶向Wnt/β-catenin信號(hào)通路 Wnt信號(hào)通路包括經(jīng)典的Wnt/β-catenin途徑和非經(jīng)典途徑（Wnt/PCP信號(hào)通路和Wnt/Ca2+信號(hào)通路）。經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、凋亡及干細(xì)胞的更新，并與腫瘤的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[7-8]。經(jīng)典Wnt/β-catenin途徑：Wnt配體與跨膜受體卷曲蛋白（Frz/Fzd）、輔助性受體低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6（LRP5/6）結(jié)合后活化胞內(nèi)松散蛋白（Dsh/Dvl），抑制降解復(fù)合體中糖原合成激酶3（GSK3β）的活性，使β-catenin不能被磷酸化，蛋白酶體及泛素不能對(duì)其識(shí)別及降解，β-catenin在胞質(zhì)內(nèi)積累并轉(zhuǎn)入核內(nèi)，與核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子T細(xì)胞因子/淋巴樣增強(qiáng)因子 （TCF/LEF）結(jié)合形成β-catenin-TCF/ LEF轉(zhuǎn)錄復(fù)合體調(diào)控靶基因（如C-myc、Survivin、VEGF、cyclinD1、MMP-7、CD44、ASCL2、Axin2）的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞異常增殖和遷移，從而參與腫瘤的發(fā)生[9-11]。據(jù)報(bào)道，至少1/3的肝細(xì)胞癌（HCC）中存在Wnt/β-catenin信號(hào)通路的異常激活，并且其中大部分β-catenin相關(guān)基因已發(fā)生突變，強(qiáng)調(diào)了Wnt/β-catenin信號(hào)通路在肝癌發(fā)生中的重要作用[12]。Quan等[13]研究發(fā)現(xiàn)，8-bromo-7-methoxychrysin通過(guò)下調(diào)Wnt/β-catenin信號(hào)通路抑制CD133+肝癌干細(xì)胞的生物學(xué)特性。He等[14]研究表明，Casticin靶向抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路使得肝癌干細(xì)胞的自我更新、增殖能力被抑制。此外，Gedaly等[15]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)H535可下調(diào)肝癌細(xì)胞和肝癌干細(xì)胞中Wnt/β-catenin的表達(dá)，進(jìn)而使得二者的增殖均受到顯著抑制。

綜上所述，抑制肝癌干細(xì)胞Wnt/β-catenin信號(hào)通路的異常激活，可以起到抗腫瘤作用，抑制激活Wnt通路成為靶向治療的途徑之一。

2.2 靶向Notch信號(hào)通路 Notch受體是一種高度保守的單通道跨膜蛋白，由膜外區(qū)（NEC）、跨膜區(qū)（NTM）和膜內(nèi)區(qū)（NICD/ICN）3個(gè)部分組成；NEC先與配體結(jié)合啟動(dòng)Notch信號(hào)通路，然后通過(guò)NTM傳遞；NICD/ICN則負(fù)責(zé)將Notch信號(hào)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)[16]。人類細(xì)胞共有4種Notch受體（Notch1、Notch2、Notch3、Notch4）和2類同源配體[Delta樣配體（Dll-1、Dll-3、Dll-4）、Serrate樣配體（Jagged-1、Jagged-2）][17]。Notch1/Jagged-1在HCC中低表達(dá)，下調(diào)Notch1/Jagged-1的表達(dá)可能對(duì)維持HCC的發(fā)展具有重要作用[18]，Notch3高表達(dá)和Notch4低表達(dá)可能都與HCC的發(fā)生發(fā)展相關(guān)[19]。然而也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在肝癌小鼠模型中，抑制Notch2受體或配體Jagged-1可抑制肝癌的生長(zhǎng)，抑制Notch3受體則無(wú)影響。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，抑制Notch1受體可改變?cè)l(fā)性肝癌類型比例，如可減少HCC類腫瘤、增加膽管細(xì)胞癌類腫瘤[20]。Nishina等[21]研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)肝癌中腫瘤抑制基因RUNX3的表達(dá)，配體Jagged-1減少，從而Notch信號(hào)通路被抑制，肝癌干細(xì)胞明顯減少。

3 微RNAs（miRNAs）

miRNAs是一組內(nèi)源性單鏈非編碼的微小RNA，長(zhǎng)度20～22 nt，其與靶mRNA的3′端非翻譯區(qū)完全或部分互補(bǔ)結(jié)合，可抑制靶mRNA的翻譯影響蛋白質(zhì)的合成或可誘導(dǎo)降解mRNA，從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控靶基因的表達(dá)，其在細(xì)胞增殖、分化和凋亡過(guò)程中扮演重要角色。研究發(fā)現(xiàn)，miRNAs表達(dá)上調(diào)或下調(diào)起著抑癌基因或癌基因作用，與腫瘤的發(fā)生有密切關(guān)系，如miR-34、let-7、miR-16-1和miR-15a等miRNAs具有抑癌基因作用，miR-17-92家族、miR-21、miR-9/9、miR-135及 miR-155等miRNAs具有癌基因作用[22]。最近研究證實(shí)，miRNAs在肝癌干細(xì)胞中表達(dá)異常，通過(guò)調(diào)控CSC的自我更新和多向分化的能力參與調(diào)控CSC的增殖、分化和腫瘤形成、耐藥等過(guò)程。Meng等[23]研究發(fā)現(xiàn)，肝癌干細(xì)胞樣細(xì)胞高表達(dá)let-7和miR-181，抑制let-7的表達(dá)可增加索拉菲尼和阿霉素的化療作用，下調(diào)miR-181的表達(dá)可降低肝癌干細(xì)胞的活力及侵襲力。Ji等[24]研究發(fā)現(xiàn)，miR-181在EpCAM+AFP+HCCs中高表達(dá)，抑制其表達(dá)可顯著減少EpCAM+HCCs的數(shù)量并減弱CSC的致瘤性，并發(fā)現(xiàn)miR-181可能是通過(guò)靶向調(diào)控CDX2和GATA6而發(fā)揮作用的。Zhang等[25]研究發(fā)現(xiàn)，CD133+與CD133-肝癌細(xì)胞中miRNA的表達(dá)存在明顯差異，miR-150在CD133+肝癌干細(xì)胞系中呈低表達(dá)狀態(tài)，并且他們發(fā)現(xiàn)miR-150作用于c-Myb mRNA的3′UTR，從而降低c-Myb的蛋白合成，上調(diào)miR-150可顯著減少CD133+肝癌干細(xì)胞的數(shù)量，抑制其增殖及致瘤性，并且可誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯及凋亡。此外，研究發(fā)現(xiàn)，在CD90+與CD90肝癌細(xì)胞中miRNA的表達(dá)也存在明顯差異，在CD90+肝癌細(xì)胞中miR-548c-5p明顯低表達(dá)，轉(zhuǎn)染miR-548c-5p后β-catenin、Tg737、bcl-2、bcl-XL和caspase-3的表達(dá)下調(diào)，從而使得CD90+HepG2細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移及侵襲能力明顯抑制并促進(jìn)其凋亡[26]。Huang等[27]研究發(fā)現(xiàn)，miR-152可抑制CD133+hep3B的增殖及克隆成球能力，并進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其通過(guò)靶向KIT而起調(diào)控作用。

綜上所述，對(duì)于具有致癌作用的miRNAs可以利用寡核苷酸或抗miRNA抑制其合成，從而抑制其致癌作用；具有抑癌作用的miRNAs可以通過(guò)利用miRNAs模擬物或者慢病毒載體轉(zhuǎn)入CSC增加其表達(dá)，增強(qiáng)其抑癌作用。因此，以miRNA為潛在靶點(diǎn)治療腫瘤可消除CSC的自我更新能力，增強(qiáng)CSC放化療敏感性，促進(jìn)凋亡，為腫瘤的治療提供了新途徑，這可能成為CSC靶向治療的一個(gè)非常有效的方法。

4 誘導(dǎo)CSC分化

CSC與正常干細(xì)胞相似，均處于低分化狀態(tài)，具有自我更新、無(wú)限增殖能力，誘導(dǎo)其分化可抑制其無(wú)限增殖，促進(jìn)凋亡，增加放化療敏感性，因此，誘導(dǎo)CSC分化的藥物也可成為CSC靶向治療的手段之一。Zhang等[28]研究發(fā)現(xiàn)，骨形成蛋白4（BMP-4）在肝癌形成和肝癌干細(xì)胞中具有重要作用，高劑量的外源性BMP-4可誘導(dǎo)CD133+CSC分化，并可抑制其自我更新、化療抵抗及致瘤性。You等[29]利用shRNA敲除位于20q11.22的基因BC047440，結(jié)果顯示抑制BC047440不僅可以誘導(dǎo)CSC分化為肝細(xì)胞，還可以抑制CSC的增殖。

5 免疫治療

CSC通過(guò)表達(dá)耐受基因及相關(guān)的細(xì)胞因子，誘導(dǎo)具有免疫抑制能力的細(xì)胞、細(xì)胞因子分泌，從而逃避免疫系統(tǒng)的識(shí)別與攻擊。因此，破壞機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)CSC的耐受狀態(tài)，誘使免疫細(xì)胞特異性殺傷CSC，可成為腫瘤靶向治療的方法之一。Todaro等[30]研究發(fā)現(xiàn)，將γδT淋巴細(xì)胞作用于被唑來(lái)磷酸致敏的結(jié)腸癌干細(xì)胞，γδT淋巴細(xì)胞增殖并分泌多種細(xì)胞因子（如IFN-γ、TNF-α等），同時(shí)可促進(jìn)細(xì)胞毒性及凋亡分子（TRAIL和顆粒酶）產(chǎn)生，結(jié)果顯示結(jié)腸癌干細(xì)胞數(shù)量明顯減少，提示γδT淋巴細(xì)胞具有較強(qiáng)的CSC殺傷作用。Xu等[31]利用已凋亡的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞瘤干細(xì)胞作為抗原負(fù)載樹突狀細(xì)胞誘導(dǎo)特異性CD8+T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生，并且IFN-γ水平與CD8+T淋巴細(xì)胞的數(shù)量呈正相關(guān)，在體外及荷瘤鼠模型中均能激發(fā)較強(qiáng)的抗膠質(zhì)瘤干細(xì)胞CTL免疫應(yīng)答，延長(zhǎng)荷瘤鼠生存期。膜聯(lián)蛋白A3（ANXA3）在CD133+肝癌干細(xì)胞中優(yōu)先表達(dá)，而在非CSC中不表達(dá)，利用特異性靶標(biāo)ANXA3轉(zhuǎn)染樹突狀細(xì)胞能夠誘導(dǎo)更多功能活躍的T細(xì)胞產(chǎn)生，體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)均證實(shí)這些效應(yīng) T細(xì)胞能夠有效殺死CD133+肝癌干細(xì)胞[32]。

6 展 望

總的來(lái)說(shuō)，強(qiáng)有力的證據(jù)已經(jīng)充分證實(shí)，在多種惡性腫瘤中存在CSC或CSC樣細(xì)胞，其自我更新及多向分化潛能在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)及耐藥過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，是腫瘤發(fā)生的根源。近年來(lái)，隨著對(duì)肝癌干細(xì)胞生物學(xué)特性及調(diào)控機(jī)制的不斷深入研究，CSC作為靶標(biāo)為抗腫瘤治療提供了新的思路，但目前CSC靶向治療的研究仍存在諸多問(wèn)題，如：（1）CSC與正常干細(xì)胞具有一些相同的表面標(biāo)志物和信號(hào)傳導(dǎo)通路，在CSC表面標(biāo)志物單克隆抗體及信號(hào)通路抑制劑應(yīng)用時(shí)如何避免殺傷正常干細(xì)胞；（2）腫瘤的治療不僅要清除CSC，同樣需要縮小腫瘤大小，因此，如何與放化療等傳統(tǒng)抗腫瘤治療方法多靶點(diǎn)聯(lián)合治療以提高抗腫瘤療效；（3）目前絕大部分靶向CSC的藥物研究還處于動(dòng)物體內(nèi)外研究，這些藥物應(yīng)用于人類時(shí)的具體劑量及不良反應(yīng)尚不清楚，應(yīng)用于臨床前還需大量的臨床研究證實(shí)其安全性及有效性。相信隨著肝癌干細(xì)胞生物學(xué)特性的不斷闡明，針對(duì)CSC特異性靶點(diǎn)研發(fā)出特異性靶向藥物，可使徹底治愈腫瘤成為可能。

[1]Katoh M.Wnt signaling pathway and stem cell signaling network[J].Clin Cancer Res，2007，13（14）：4042-4045.

[2]Munz M，Baeuerle PA，Gires O.The emerging role of EpCAM in cancer and stem cell signaling[J].Cancer Res，2009，69（14）：5627-5629.

[3]Alkilany AM，Thompson LB，Boulos SP，et al.Gold nanorods：their potential for photothermal therapeutics and drug delivery，tempered by the complexity of their biological interactions[J].Adv Drug Deliv Rev，2012，64（2）：190-199.

[4]Wang CH，Chiou SH，Chou CP，et al.Photothermolysis of glioblastoma stemlike cells targeted by carbon nanotubes conjugated with CD133 monoclonal antibody[J].Nanomedicine，2011，7（1）：69-79.

[5]Lan X，Wu YZ，Wang Y，et al.CD133 silencing inhibits stemness properties and enhances chemoradiosensitivity in CD133-positive liver cancer stem cells[J].Int J Mol Med，2013，31（2）：315-324.

[6]Yamashita T，Ji J，Budhu A，et al.EpCAM-positive hepatocellular carcinoma cells are tumor-initiating cells with stem/progenitor cell features[J]. Gastroenterology，2009，136（3）：1012-1024.

[7]Klaus A，Birchmeier W.Wnt signalling and its impact on development and cancer[J].Nat Rev Cancer，2008，8（5）：387-398.

[8]Wang K，Li JY.Advance of Wnt/catenin pathway in development and disease[J].Medical Innovation of China，2012，9（11）：160-161.

[9]Harada N，Oshima H，Katoh M，et al.Hepatocarcinogenesis in mice with beta-catenin and Ha-ras gene mutations[J].Cancer Res，2004，64（1）：48-54.

[10]Colnot S，Decaens T，Niwa-Kawakita M，et al.Liver-targeted disruption of Apc in mice activates beta-catenin signaling and leads to hepatocellular carcinoma[J].Proc Natl Acad Sci USA，2004，101（49）：17216-17221.

[11]Haramis AP，Hurlstone A，van der Velden Y，et al.Adenomatous polyposis coli-deficient zebrafish are susceptible to digestive tract neoplasia[J]. EMBO Rep，2006，7（4）：444-449.

[12]Ishizaki Y，Ikeda S，F(xiàn)ujimori M，et al.Immu-nohistochemical analysis and mutational analyses of beta-catenin，Axin family and APC genes in hepato-cellular carcinomas[J].Int J Oncol，2004，24（5）：1077-1083.

[13]Quan MF，Xiao LH，Liu ZH，et al.8-bromo-7-methoxychrysin inhibits properties of liver cancer stem cells via downregulation of β-catenin[J].World J Gastroenterol，2013，19（43）：7680-7695.

[14]He G，Cao X，He M，et al.Casticin inhibits self-renewal of liver cancer stem cells from the MHCC97 cell line[J].Oncol Lett，2014，7（6）：2023-2028.

[15]Gedaly R，Galuppo R，Daily MF，et al.Targeting the Wnt/β-catenin signaling pathway in liver cancer stem cells and hepatocellular carcinoma cell lines with FH535[J].PLoS One，2014，9（6）：e99272.

[16]Sell S.Cancer and stem cell signaling：a guide to preventive and therapeutic strategies for cancer stem cells[J].Stem Cell Rev，2007，3（1）：1-6.

[17]You L，He B，Xu Z，et al.An anti-Wnt-2 monoclonal antibody induces apoptosis in malignant melanoma cells and inhibits tumor growth[J].Cancer Res，2004，64（15）：5385-5389.

[18]Wang M，Xue L，Cao Q，et al.Expression of Notch1，Jagged1 and betacatenin and their clinicopathological signifiance in hepatocellular carcinoma[J].Neoplasma，2009，56（6）：533-541.

[19]Gramantieri L，Giovannini C，Lanzi A，et al.Aberrant Notch3 and Notch4 expression in human hepatocellular carcinoma[J].Liver Int，2007，27（7）：997-1007.

[20]Huntzicker EG，H?tzel K，Choy L，et al.Differential effects of targeting Notch receptors in a mouse model of liver cancer[J].Hepatology，2015，61（3）：642-652.

[21]Nishina S，Shiraha H，Nakanishi Y，et al.Restored expression of the tumor suppressor gene RUNX3 reduces cancer stem cells in hepatocellular carcinoma by suppressing Jagged1-Notch signaling[J].Oncol Rep，2011，26（3）：523-531.

[22]DeSano JT，Xu L.MicroRNA regulation of cancer stem cells and therapeutic implications[J].AAPS J，2009，11（4）：682-692.

[23]Meng F，Glaser SS，F(xiàn)rancis H，et al.Functional analysis of microRNAs in human hepatocellular cancer stem cells[J].J Cell Mol Med，2012，16（1）：160-173.

[24]Ji J，Yamashita T，Budhu A，et al.Identification of microRNA-181 by genome-wide screening as a critical player in EpCAM-positive hepatic cancer stem cells[J].Hepatology，2009，50（2）：472-480.

[25]Zhang J，Luo N，Luo Y，et al.MicroRNA-150 inhibits human CD133-positive liver cancer stem cells through negative regulation of the transcription factor c-Myb[J].Int J Oncol，2012，40（3）：747-756.

[26]Fang L，Zhang HB，Li H，et al.MiR-548c-5p inhibits proliferation and migration and promotes apoptosis in CD90（+）HepG2cells[J].Radiol Oncol，2012，46（3）：233-241.

[27]Huang H，Hu M，Li P，et al.Mir-152 inhibits cell proliferation and colony formation of CD133+liver cancer stem cells by targeting KIT[J].Tumour Biol，2015，36（2）：921-928.

[28]Zhang L，Sun H，Zhao F，et al.BMP4 administration induces differentiation of CD133+hepatic cancer stem cells，blocking their contributions to hepatocellular carcinoma[J].Cancer Res，2012，72（16）：4276-4285.

[29]You N，Zheng L，Liu W，et al.Proliferation inhibition and differentiation induction of hepatic cancer stem cells by knockdown of BC047440：a potential therapeutic target of stem cell treatment for hepatocellular carcinoma[J].Oncol Rep，2014，31（4）：1911-1920.

[30]Todaro M，D′Asaro M，Caccamo N，et al.Efficient killing of human colon cancer stem cells by γδT lymphocytes[J].J Immunol，2009，182（14）：7287-7296.

[31]Xu Q，Liu G，Yuan X，et al.Antigen-specific T-cell response from dendriticcellvaccinationusingcancerstem-likecell-associatedantigens[J].Stem Cells，2009，27（8）：1734-1740.

[32]Pan QZ，Pan K，Wang QJ，et al.Annexin A3 as a potential target for immunotherapy of liver cancer stem-Like cells[J].Stem Cells，2015，33（2）：354-366.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.15.017

A

1009-5519（2015）15-2296-03

2015-01-31

2015-05-01）

重慶市衛(wèi)生局醫(yī)學(xué)科研重點(diǎn)項(xiàng)目（2011-1-055）。

魏元秀（1989-），女，重慶渝中人，碩士研究生，主要從事肝癌干細(xì)胞靶向治療方面研究；E-mail：1059110386@qq.com。

高建（E-mail：g6j6@sohu.com）。