血小板在腫瘤轉(zhuǎn)移中的研究進(jìn)展

朱小雙，孫軼華

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 檢驗科，黑龍江 哈爾濱150081)

血小板是巨核細(xì)胞的衍生物，在止血、血栓形成和損傷修復(fù)等過程中均可發(fā)揮重要作用。同時，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中，腫瘤細(xì)胞可以誘導(dǎo)血小板發(fā)生活化并聚集，這一過程稱為腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)的血小板聚集(TCIPA)。受腫瘤影響的血小板含有大量的活性生物分子，可以調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的血管生成，并為原發(fā)性腫瘤的轉(zhuǎn)移建立一個相對適宜的轉(zhuǎn)移前微環(huán)境，從而促進(jìn)腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移[1,2]。因此，了解血小板對腫瘤轉(zhuǎn)移的作用，有助于對有潛在轉(zhuǎn)移風(fēng)險的患者進(jìn)行早期診斷，從而提高癌癥患者的有效生存期。本文依據(jù)目前國內(nèi)外文獻(xiàn)報道就血小板在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中的作用機制作一簡要綜述。

1 血小板的作用

血小板是成熟的巨核細(xì)胞胞漿裂解后脫落下來的小塊胞質(zhì)，其特征是無細(xì)胞核，有細(xì)胞器，是人體中數(shù)目最多、形態(tài)最小的血細(xì)胞。血小板具有特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能，正常人血液中數(shù)量約為每立方毫米10-30萬個。

血小板在止血、傷口愈合、炎癥反應(yīng)、血栓形成以及器官移植等生理和病理過程中均可發(fā)揮重要作用。然而，近年來大量研究表明，血小板還可促進(jìn)腫瘤的侵襲、遷移及增殖[3，4]。超過30%的惡性實體瘤患者血小板計數(shù)增多，并與患者預(yù)后密切相關(guān)[5]。一方面，活化后的血小板可以增強腫瘤細(xì)胞的粘附性，并減弱來自血液和血管相互作用的剪切力以及NK細(xì)胞的免疫識別和殺傷作用。另一方面，血小板還可以釋放二磷酸腺苷(ADP)、整合素α6β1等多種調(diào)節(jié)因子 ，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的血源性轉(zhuǎn)移以及在相應(yīng)靶器官上的定植[6]。此外，Haemmerle M等人[6]證實，腫瘤細(xì)胞可以誘導(dǎo)血小板活化，活化后的血小板可以形成血小板微粒(PMP)，并向血液中釋放外泌體、脂質(zhì)、RNAs和生長因子等物質(zhì)，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。Wang W等人[7]證實，活化的血小板分泌趨化因子(C-C基序)配體3(CCL3)及其受體CCR5通過NF-κB途徑可以誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-1)上調(diào)，從而提高甲狀腺癌細(xì)胞的遷移能力?？梢?，血小板與腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生密切相關(guān)，因此，廣泛了解血小板與腫瘤細(xì)胞的相互作用機制可以為降低腫瘤轉(zhuǎn)移提供契機。

2 腫瘤誘導(dǎo)血小板活化

血小板與腫瘤轉(zhuǎn)移過程密切相關(guān)。腫瘤細(xì)胞可誘導(dǎo)血小板活化，活化后的血小板在腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移擴散以及癌癥患者血栓形成過程中具有關(guān)鍵作用[8]。因此，深入了解腫瘤誘導(dǎo)血小板活化聚集的機制顯得尤為重要。

腫瘤細(xì)胞分泌的ADP，凝血酶，基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)，白介素-6(IL-6)，組織因子(TF)等物質(zhì)可以激活血小板[9,10]。活化后的血小板通常表現(xiàn)在血小板磷脂酶C的活化，細(xì)胞內(nèi)Ca2+的增加和Ras樣GTP酶(GTPase Rap1b)的激活[9]。Marta Zarà等人[9]在乳腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞中的纖維蛋白原與整聯(lián)蛋白αIIbβ3結(jié)合能夠誘導(dǎo)血小板活化(TCIPA)。Ward等人[10]證明，腫瘤相關(guān)抗原CD97可誘導(dǎo)血小板活化，并直接參與溶血磷脂酸(LPA)介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲和外滲。Riedl J等人[8]證實了在腦腫瘤中的平足蛋白(podoplanin)可以激活循環(huán)中的血小板，并與患者的血小板聚集和血栓形成風(fēng)險增加有關(guān)。還有研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞可以誘導(dǎo)血小板釋放ADP，并且發(fā)現(xiàn)釋放的ADP激活其受體P2Y12是血小板活化的必要條件[10]。

3 腫瘤影響血小板RNA的表達(dá)

血小板微粒是血小板在活化過程中釋放的一種超微膜性囊泡。腫瘤細(xì)胞可以激活血小板形成PMP，PMP包含多種類型的RNA，如mRNA，核糖體RNA(rRNA)，microRNA和轉(zhuǎn)移RNA (tRNA)等[11]。研究表明，血小板通過在腫瘤微環(huán)境中與腫瘤細(xì)胞交換活性生物分子而參與癌癥的的病理生理過程，交換過程中可以導(dǎo)致受腫瘤影響的血小板的RNA表達(dá)譜發(fā)生改變[12]。同時，PMP 來源的RNA可以有效促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲遷移[13]。

Yao B等人[14]通過高通量測序和RT-qPCR發(fā)現(xiàn)，乳腺癌患者血小板中TPM3 mRNA的表達(dá)顯著升高，并且與乳腺癌的轉(zhuǎn)移密切相關(guān),同時血小板TPM3 mRNA可通過微泡進(jìn)入乳腺癌細(xì)胞，增強乳腺癌細(xì)胞遷移能力。在轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌患者血小板中存在626種上調(diào)的RNAs(mRNAs和ncRNAs)和1497種下調(diào)的RNAs，其中ncRNA和miRNA等參與了TCIPA以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展[14]。同時，來自PMP的miRNA具有調(diào)節(jié)免疫監(jiān)視的功能，miRNA-183可以抑制自然殺傷細(xì)胞的激活，從而促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[15]。另外還有研究表明，PMP來源的miR-939可促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞發(fā)生EMT[16]。因此，基于血液的“液體活檢”，血小板的RNA表達(dá)譜可作為診斷腫瘤生物學(xué)進(jìn)程的重要生物標(biāo)志物，從而為癌癥的診治提供更為多樣化的診斷策略。

4 血小板對腫瘤血管生成的影響

血小板是促血管生成及抗血管生成因子的主要轉(zhuǎn)運載體。Martín-Granado V等人[17]發(fā)現(xiàn)，血小板有介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞血管生成的作用。Ren P等人[18]在結(jié)直腸癌的研究中發(fā)現(xiàn)，核仁蛋白hUTP14a的表達(dá)與結(jié)直腸腫瘤組織中微血管密度(MVD)呈正相關(guān)，hUTP14a可上調(diào)血小板衍生的生長因子A(PDGFA)的轉(zhuǎn)錄和分泌來促進(jìn)腫瘤血管生成。

此外，ETS轉(zhuǎn)錄因子是細(xì)胞內(nèi)最大的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子家族之一，在腫瘤的侵襲，分化以及血管生成等過程中都可以發(fā)揮重要作用[19]。在結(jié)直腸癌中，高表達(dá)ETS的變異體5(ETV5 )可以上調(diào)血小板衍生生長因子B(PDGF-B)的表達(dá)，從而增強腫瘤相關(guān)的血管生成[19]。同時，PDGF-B還可以通過PDGFR-β/ Src / STAT3途徑激活CRC細(xì)胞中的血管內(nèi)皮生長因子A，并發(fā)現(xiàn)與CRC組織中的ETV5的表達(dá)呈正相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)表明，EVT5 和PDGF-B的表達(dá)在腫瘤相關(guān)血管生成中具有重要作用。

可見，血小板在腫瘤轉(zhuǎn)移中以多種不同方式促進(jìn)血管生成，但是血小板顆粒分泌不同的促血管生成和抗血管生成因子的確切機制僅部分闡明。因此，需要對血小板在血管生成方面所涉及的信號通路、受體及釋放的顆粒進(jìn)一步的探索，從而為腫瘤轉(zhuǎn)移提供新的治療方案。

5 血小板協(xié)助腫瘤細(xì)胞進(jìn)行血源性轉(zhuǎn)移

血小板在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中具有多重作用。有研究表明，血小板可以使腫瘤細(xì)胞免受血流剪切力和NK細(xì)胞的攻擊，并協(xié)助腫瘤細(xì)胞抵抗失巢凋亡。此外，血小板衍生生長因子能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞間充質(zhì)樣變化 ，從而加快腫瘤細(xì)胞向靶器官的轉(zhuǎn)移[20]。因此，了解血小板在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中的作用或許可以調(diào)控腫瘤的轉(zhuǎn)移能力。

5.1 血小板協(xié)助腫瘤細(xì)胞免疫逃逸

機體免疫系統(tǒng)參與腫瘤免疫監(jiān)視的細(xì)胞主要有自然殺傷細(xì)胞(NK)、細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL)、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)及樹突狀細(xì)胞(DC)等，這些免疫相關(guān)細(xì)胞對腫瘤轉(zhuǎn)移具有抑制作用。因此，免疫逃逸是腫瘤成功實現(xiàn)轉(zhuǎn)移的必要條件。其中，NK細(xì)胞的抗腫瘤作用在很大程度上受到血小板的影響[21]。在血液循環(huán)中，活化后的血小板可以聚集在腫瘤細(xì)胞周圍，抑制NK細(xì)胞的功能，協(xié)助腫瘤細(xì)胞進(jìn)行免疫逃逸。

腫瘤細(xì)胞主要通過兩種機制逃避NK細(xì)胞的抗腫瘤功能。一種是“免疫誘餌”機制，即血小板誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞中可溶性NKG2D配體的釋放，從而掩蓋NK細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的識別，同時可以抑制NK細(xì)胞脫顆粒及IFNγ等炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生[22]。此機制有效的抑制了NK細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的免疫清除。另一種機制是血小板衍生的TGFβ介導(dǎo)的對CD226 / CD96-CD112 / CD155軸的抑制[22]。Cluxton CD等人[21]已經(jīng)證實了血小板能強有力地抑制NK細(xì)胞表面CD226和CD96及其在腫瘤細(xì)胞上的相關(guān)配體的表達(dá)，從而進(jìn)一步增強血小板對NK細(xì)胞的抑制作用。同時，NK細(xì)胞的免疫識別作用受各種表面受體控制，這些受體包括TNF / TNF受體家族成員，而腫瘤細(xì)胞激活后的血小板衍生的RANKL可上調(diào)TNF受體，從而有效抑制NK細(xì)胞的抗腫瘤作用[21]。Robinson等人[23]證明GAL3ST1是缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)的靶基因，血小板與GAL3ST1結(jié)合可以保護(hù)腎癌細(xì)胞免受自然殺傷細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞免疫逃逸。Rachidi等人[24，25]發(fā)現(xiàn)了血小板表達(dá)對接受體糖蛋白A重復(fù)序列(GARP)，GARP可以激活TGF-β，并與血小板分泌的乳酸聯(lián)合作用，從而有效抑制黑色素瘤及結(jié)直腸癌的T細(xì)胞免疫。 這些研究證實了血小板會干擾體內(nèi)先天性的免疫系統(tǒng)來協(xié)助腫瘤轉(zhuǎn)移。

5.2 血小板增強腫瘤細(xì)胞的抗“失巢凋亡”能力

從原發(fā)腫瘤灶脫離的腫瘤細(xì)胞會經(jīng)歷細(xì)胞凋亡的一種特殊類型，稱為“失巢凋亡”(anoikis)。失巢凋亡是一種細(xì)胞程序性的死亡形式，抵抗失巢凋亡是腫瘤細(xì)胞實現(xiàn)成功轉(zhuǎn)移并建立繼發(fā)性腫瘤的一個必備特點?！笆С病焙蟮哪[瘤細(xì)胞通過調(diào)節(jié)基質(zhì)硬度、增強氧化應(yīng)激、產(chǎn)生促存活的可溶性因子、觸發(fā)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)以及加強自我更新能力等獲得抵抗anoikis的能力[26]。Tanaka等揭示了[27]大腸癌腫瘤細(xì)胞可以通過自身BDNF-TrkB信號通路參與對anoikis的抑制，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞得以向靶器官轉(zhuǎn)移。另有研究表明，血小板也具有增強腫瘤細(xì)胞的抗“失巢凋亡”的能力。Haemmerle等人[4]證明了血小板激活的RhoA-MYPT1-PP1通路可以介導(dǎo)YAP1去磷酸化并促進(jìn)其核易位，從而誘導(dǎo)生存基因表達(dá)并抑制anoikis的發(fā)生。由此可見，腫瘤細(xì)胞脫離原發(fā)灶后，一方面需要通過自身機制抵抗凋亡，另一方面血小板在腫瘤細(xì)胞的抗anoikis及促進(jìn)腫瘤細(xì)胞存活過程中也具有舉足輕重的意義。然而，血小板對腫瘤細(xì)胞抗anoikis的作用機制仍知之甚少，對于血小板增強腫瘤細(xì)胞的抗失巢凋亡能力的作用機制仍需要進(jìn)一步探索。

5.3 血小板促進(jìn)腫瘤細(xì)胞外滲

血小板在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中除了協(xié)助腫瘤細(xì)胞免受免疫監(jiān)視以及抵抗失巢凋亡之外，在腫瘤細(xì)胞粘附和外滲到相應(yīng)靶器官的過程中也具有重要作用。腫瘤細(xì)胞外滲是腫瘤細(xì)胞粘附于內(nèi)皮細(xì)胞，穿過血管基膜到達(dá)轉(zhuǎn)移灶的過程。

Mammadova-Bach E等人[20]證實了血小板上整合素α6β1和腫瘤細(xì)胞表達(dá)的ADAM9之間相互作用可以有效的促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。整合素α6β1依賴于血小板-腫瘤細(xì)胞之間的相互作用誘導(dǎo)血小板活化并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的外滲。此研究表明在血小板促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的機制中，整合素α6β1可能是抗轉(zhuǎn)移療法中潛在的治療靶點。同時，血小板和粒細(xì)胞參與腫瘤的外滲轉(zhuǎn)移級聯(lián)反應(yīng)。在腫瘤細(xì)胞跨內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)移的過程中，血小板與腫瘤細(xì)胞接觸后分泌CXCL5和CXCL7趨化因子有利于招募粒細(xì)胞進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞外滲[28]。而阻滯CXCL5/7受體或短暫耗竭血小板或粒細(xì)胞被證明可有效抑制腫瘤細(xì)胞的外滲速度[28]。因此，血小板可能通過釋放趨化因子及細(xì)胞因子等增強血管內(nèi)皮通透性以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞外滲。

6 小結(jié)與展望

血小板在介導(dǎo)腫瘤轉(zhuǎn)移的過程中通過循環(huán)腫瘤細(xì)胞的誘導(dǎo)作用形成TCIPA，TCIPA的機制為原發(fā)腫瘤和循環(huán)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移提供了許多優(yōu)勢。同時，血小板在協(xié)助腫瘤細(xì)胞抵抗血流剪切力，實現(xiàn)免疫逃逸，抑制腫瘤“失巢凋亡”過程中具有不可小覷的作用。此外，血小板還可以與腫瘤細(xì)胞通過多方面的相互作用，使血小板顆粒中的生物活性分子大量釋放，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞暴發(fā)性的轉(zhuǎn)移。然而，血小板RNA表達(dá)圖譜在腫瘤生物學(xué)方面的變化仍然需要探索和完善，TCIPA更深入的機制有待進(jìn)一步闡述，同時研究靶向腫瘤相關(guān)的血小板分泌的生物活性分子的藥物可能是未來治療腫瘤疾病的一個關(guān)鍵方向和領(lǐng)域。