結(jié)腸癌干細胞標記物及其相關(guān)通路的研究進展＊

李福玲 周麗萍

（浙江中醫(yī)藥大學 生命科學學院，浙江杭州 310053）

結(jié)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(fā)病率和死亡率呈逐年增長趨勢，其中5年生存率僅為65%。結(jié)腸癌的復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移和治療耐受是其死亡率和預(yù)后差的主要原因。結(jié)腸癌干細胞與結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化以及增殖和化學抵抗有密切關(guān)系。近年來，隨著結(jié)腸癌干細胞概念的提出，對結(jié)腸癌干細胞特異性標志物及相關(guān)信號通路的探索逐漸深入，有利于闡明結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展的機制，為結(jié)腸癌的防治提供關(guān)鍵信息。本文將對結(jié)腸癌干細胞的標記物及相關(guān)通路進行如下綜述。

1 結(jié)腸癌干細胞與腫瘤干細胞

結(jié)腸癌干細胞是存在于結(jié)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(jié)腸癌的轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)和治療耐受有著密切的聯(lián)系。結(jié)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(guān)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(fā)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(yǎng)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(jié)腸癌干細胞的標志因子

研究發(fā)現(xiàn)，皮下注射結(jié)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(chǎn)生結(jié)腸癌的結(jié)論。Wang等通過研究證明CD44是大腸癌干細胞標志物。包衛(wèi)光等通過研究證明LGR5與結(jié)腸癌的組織分化有關(guān)，可以作為結(jié)腸癌干細胞標志物。Ke J等在細胞株 HCT116和SW480上發(fā)現(xiàn)CD24表達，Leng Z等在DLD-1細胞株上發(fā)現(xiàn)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(jié)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(jié)腸癌干細胞中表達。根據(jù)這些表面標志物可以將結(jié)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(jié)腸癌干細胞還沒有定論。

3 結(jié)腸癌干細胞相關(guān)的信號通路

3.1 結(jié)腸癌干細胞與Wnt通路

Wnt信號通路是人體內(nèi)重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，由多種信號分子參與調(diào)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(guān)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(fā)育等生理過程中發(fā)揮了重要的調(diào)節(jié)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(tài)發(fā)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(jīng)典通路，研究的最多，后兩類信號途徑由于技術(shù)難點，在組織穩(wěn)態(tài)的生理功能還不甚了解。在結(jié)腸癌干細胞中，Wnt 信號通路持續(xù)呈現(xiàn)激活狀態(tài)。因此，正常結(jié)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(jié)腸癌相關(guān)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(jié)腸癌干細胞與Notch通路

Notch信號通路影響細胞正常形態(tài)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(dǎo)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(nèi)效應(yīng)分子CSL蛋白、Notch靶基因、其他效應(yīng)物和Notch的調(diào)節(jié)分子等。Notch信號通路在結(jié)腸癌、皮膚癌、多發(fā)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(yīng)用免疫組化法分別檢測分化程度不同的結(jié)腸癌手術(shù)標本表達的Notch1，結(jié)果得出Notch1與結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展有關(guān)系的結(jié)論。熊祎虹等人將不同濃度的馬齒莧醇提取物作用于結(jié)腸癌HT-29干細胞，發(fā)現(xiàn)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(diào)作用。故而推斷阻斷Notch信號通路，能抑制結(jié)腸癌干細胞的增殖。因此，研究結(jié)腸癌發(fā)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(jié)腸癌干細胞與TGF-β通路

TGF-β信號通路是人類癌癥的發(fā)生發(fā)展中重要通路之一，在調(diào)節(jié)分化，遷移和凋亡等細胞行為的許多方面發(fā)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(zhì)、骨形成蛋白等。當這一信號通路中發(fā)生突變時，會促進腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)移。居頌文檢測結(jié)腸癌患者血漿外泌體表面mTGF-β1 處于高表達狀態(tài)，可能與結(jié)腸癌免疫抑制環(huán)境的構(gòu)成相關(guān)，并促進結(jié)腸癌的發(fā)生、發(fā)展。劉松等探討了青蒿琥酯對結(jié)腸癌腫瘤生長，結(jié)果顯示ART能夠抑制結(jié)腸癌腫瘤生長，減輕結(jié)腸癌細胞的增殖和侵襲轉(zhuǎn)移能力，誘導(dǎo)細胞凋亡，其機制與TGF-β1/Smad4信號通路有關(guān)，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(jié)腸癌 TGF-β/lncRNA-ATB/miR-200a信號通路的影響，發(fā)現(xiàn)通過抑制TGF-β信號通路，可以抑制結(jié)腸癌的轉(zhuǎn)移。

3.4 其他與結(jié)腸癌干細胞相關(guān)通路

此外，Hedgehog、NF-κB、uPA和p-Akt均參與結(jié)腸癌的生長及增殖過程，且不同信號通路之間存在相互關(guān)聯(lián)。趙雪等人通過分析正常結(jié)腸黏膜組織和結(jié)腸腺瘤和結(jié)腸癌組織，發(fā)現(xiàn)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(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，表明不同的信號通路之間可能存在某種聯(lián)系分子，協(xié)同發(fā)揮作用，致使結(jié)腸癌發(fā)生。

4 展望

結(jié)腸癌作為目前威脅人類生命健康的常見癌癥之一，復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移嚴重影響了患者的預(yù)后，而近年來興起的腫瘤干細胞理論則為結(jié)腸癌的治療提供了新的思路。隨著研究者對結(jié)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(fā)技術(shù)的逐漸提高，相信在不久的將來能開發(fā)多靶標抗癌藥物將會為大腸癌的治療提供更有效的方法。