胰腺星狀細(xì)胞在胰腺癌治療中的應(yīng)用價值研究進(jìn)展

李微波，常劍，熊星鋮，湯志剛

（武漢大學(xué)人民醫(yī)院 普通外科，湖北 武漢 430060）

胰腺癌是致命的惡性腫瘤之一，5年生存率不足7%[1]。更全面地了解胰腺癌病理生物學(xué)的復(fù)雜性，特別是對腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）作用的理解可加深對胰腺癌發(fā)生、轉(zhuǎn)移、耐藥、免疫逃逸等的認(rèn)識。胰腺癌TME一般由3個部分組成：基質(zhì)成分，如膠原蛋白、纖維連接蛋白、層黏連蛋白、蛋白多糖等；細(xì)胞成分，以胰腺癌細(xì)胞（pancreatic cancer cells，PCCs）、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（cancer-associated fibroblasts，CAF）、髓系來源抑制細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞和胰腺星狀細(xì)胞（pancreatic stellate cells，PSCs）等為主；可溶性因子，如轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、白細(xì)胞介素1（interleukin 1，IL-1）、IL-6、IL-10、血管內(nèi)皮生長因子、血小板衍生生長因子等[2]。胰腺癌TME具有間質(zhì)高度纖維化、致密結(jié)締組織增生、廣泛免疫抑制及嚴(yán)重乏血供、乏氧等特性[3]，這些特性也使得胰腺癌的一線化療方案陷入了極大的困境，且對胰腺癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移、耐藥、免疫逃逸等發(fā)揮了促進(jìn)作用。而PSCs作為TME的重要組成部分，可通過大量分泌膠原蛋白、纖維連接蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶及各種細(xì)胞因子等重塑細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）來調(diào)節(jié)胰腺癌細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲和遷移等生物學(xué)行為。因此，靶向PSCs的治療是胰腺癌TME調(diào)控的重要靶點，可能在干預(yù)胰腺癌發(fā)展、轉(zhuǎn)移、耐藥和免疫逃逸等方面發(fā)揮促進(jìn)作用。

1 PSCs在胰腺癌TME中的作用

胰腺癌TME由PSCs鋪設(shè)而成的纖維骨架、免疫細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及可溶性因子等組成[2]，在各種成分自身作用及交互作用下共同形成了適合于胰腺癌細(xì)胞生長的高度異質(zhì)的微生態(tài)系統(tǒng)。PSCs實質(zhì)是一種特殊類型的癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞[4-5]，且具有兩種不同的表型：包括靜止型和激活型。健康狀況下PSCs處于靜止?fàn)顟B(tài)，靜止型PSCs位于胰腺腺泡細(xì)胞的基底外側(cè)，圍繞于血管周圍或?qū)Ч苤車?，是一種富含維生素A脂滴的細(xì)胞[6]，且只能產(chǎn)生較少的ECM。當(dāng)靜止型PSCs受到一些病理因素刺激時，通過降低脂質(zhì)儲存和脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)，丟失胞質(zhì)脂滴轉(zhuǎn)化為肌成纖維樣細(xì)胞，并表達(dá)成纖維細(xì)胞活化標(biāo)志α-平滑肌肌動蛋白，且活化的PSCs有絲分裂指數(shù)和ECM分泌增加[7]。PSCs可在PCCs分泌的IL-1和TGF-α等的作用下衍生為CAF亞群，雖然這種衍生的細(xì)胞數(shù)量很小，但對調(diào)節(jié)胰腺癌TME發(fā)揮了重要作用[4]。這表明這些細(xì)胞或關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子可能是胰腺癌的治療靶點。由于PSCs活化過程具有可逆性，Sherman等[7]實驗證明維生素D受體（vitamin D receptor，VDR）是PSCs激活程序的主要基因組調(diào)節(jié)因子，Han等[8]通過構(gòu)建TME響應(yīng)的納米系統(tǒng)傳遞全反式維甲酸和針對熱休克蛋白47的siRNA來重培養(yǎng)PSCs，可使PSCs由激活態(tài)逆向轉(zhuǎn)化為靜止態(tài)同時也抑制了ECM的增生。以活化態(tài)PSCs、VDR等為靶向的治療措施來對腫瘤間質(zhì)進(jìn)行重編程，構(gòu)建出一個不利于PCCs生長的TME，同時聯(lián)合腫瘤導(dǎo)向的細(xì)胞毒及免疫藥物的方案或許能有效抑制腫瘤的進(jìn)展。且激活態(tài)PSCs在TME中作用是與PCCs及其他間質(zhì)成分共同作用的結(jié)果，尋找這種共同作用的中樞靶點或許會為胰腺癌的治療打開新的局面。

2 PSCs與間質(zhì)機(jī)械力

隨著對腫瘤認(rèn)識的不斷加深，研究者們發(fā)現(xiàn)TME的物理因素也是腫瘤遷移進(jìn)展的一大原因。近年來的研究[9]表明，細(xì)胞在組織中會不斷識別并推拉周圍ECM產(chǎn)生微觀機(jī)械力，這種細(xì)胞外的微觀機(jī)械力不僅驅(qū)動著細(xì)胞的遷移和組織形態(tài)的變化，而且還激活了相關(guān)信號通路，調(diào)控細(xì)胞的分化和功能。PSCs通過分泌膠原蛋白等參與ECM的形成，對間質(zhì)機(jī)械力的產(chǎn)生起了巨大作用[10]。ECM成分的堆積、重塑可促進(jìn)間質(zhì)的纖維化并使間質(zhì)硬化，從而對細(xì)胞施加機(jī)械力，這也被稱之為剛度?；|(zhì)剛度變化可激活整合素相關(guān)通路、黏著斑激酶信號通路、YAP/TAZ相關(guān)信號通路、離子相關(guān)信號通路、Akt/CREB1通路、RhoA/Rho-Rock相關(guān)通路等促進(jìn)胰腺癌的進(jìn)展[11]。基質(zhì)高硬度條件下激活的CAF可以通過整合素-ERK信號通路加速ECM的積累[4]。基質(zhì)僵硬誘導(dǎo)的基質(zhì)細(xì)胞如：成纖維細(xì)胞和PSCs的自噬可支持鄰近癌細(xì)胞的生長[12]。Lachowski等[13]通過改變凝膠丙烯酰胺與雙丙烯酰胺的比例制備不同硬度的基質(zhì)，再將活化的PSCs經(jīng)Matrigel培養(yǎng)至靜止?fàn)顟B(tài)后分別種植與不同硬度的基質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)，證明了高剛度的基質(zhì)可以誘導(dǎo)PSCs表型向分泌基質(zhì)的活躍狀態(tài)轉(zhuǎn)變，而軟基質(zhì)上的PSCs則被誘導(dǎo)靜止。從治療角度來看，胰腺癌的僵硬微環(huán)境在維持PSCs表型方面起著關(guān)鍵作用，考慮藥物誘導(dǎo)癌組織軟化，明確間質(zhì)硬化的具體機(jī)制，以提供合適的治療靶點就顯得尤為重要。有學(xué)者[14]提出靶向間質(zhì)消融來降低其力學(xué)應(yīng)激，但是，其可行性目前尚有爭議，另有學(xué)者[15]認(rèn)為破壞間質(zhì)反而會加速胰腺癌的進(jìn)展，降低胰腺癌患者的總體存活率。該如何進(jìn)行以PSCs為靶向的間質(zhì)療法還有待進(jìn)一步研究。

3 PSCs與上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelialmesenchymal transition，EMT）

PCCs從原發(fā)部位向外遷移的過程中通常會涉及到EMT，即上皮細(xì)胞失去極性及黏附能力獲得間充質(zhì)細(xì)胞浸潤性和游走遷移能力的過程[16]。諸多體外共培養(yǎng)實驗都提示PSCs對PCCs的EMT過程具有促進(jìn)作用[17-19]。PSCs通過旁分泌產(chǎn)生肝細(xì)胞生長因子來激活PCCs中的c-Met/PI3K/Akt信號通路，誘導(dǎo)PCCs的EMT并抑制癌細(xì)胞凋亡[20]；PSCs所產(chǎn)生的Asporin這種基質(zhì)蛋白與PCCs上的CD44相互作用，激活NF-κB/p65通路促進(jìn)PCCs的EMT[21]。低氧狀態(tài)下PSCs條件培養(yǎng)液能激活I(lǐng)L-6/ERK/NF-κB通路，使PCCs從經(jīng)典的上皮表型轉(zhuǎn)變?yōu)殚g充質(zhì)表型，并促進(jìn)PCCs的侵襲和遷移[22]；缺氧條件下PSCs高表達(dá)的骨橋蛋白通過旁分泌方式激活整合素avb3-Akt/Erk-FOXM1級聯(lián)通路，促進(jìn)PCCs的EMT[23]；胰腺癌中PSCs所衍生的外泌體microRNA-21作為PSCs-胰腺癌細(xì)胞通訊分子，通過誘導(dǎo)Ras/ERK和Ras/Akt信號通路的激活來促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的EMT轉(zhuǎn)化和遷移[5]，這些信號通路為胰腺癌患者的治療提供了一個潛在的新靶點。雖然EMT的部分激活被認(rèn)為是胰腺癌轉(zhuǎn)移的主要驅(qū)動因素，但也有實驗表明了EMT的抑制并沒有改變胰腺癌的轉(zhuǎn)移性[24]，EMT與胰腺癌轉(zhuǎn)移的相關(guān)性仍是存在爭議的[25]。通過靶向阻斷PSCs對PCCs的EMT作用來抑制胰腺癌的轉(zhuǎn)移或許并不能起到令人滿意的效果，所以治療策略應(yīng)考慮同時針對其他促轉(zhuǎn)移因素來延長胰腺癌患者的生存時間。

4 PSCs是胰腺癌的動力車間

早在1924年德國生理學(xué)家Warburg就提出癌細(xì)胞通過糖有氧酵解的方式來獲取能量即Warburg效應(yīng)[26]。而2016年Sousa等[27]首次提出PCCs一種獨(dú)特的獲取能量的代謝方式，PCCs刺激PSCs通過自噬分泌丙氨酸，該途徑所產(chǎn)生的碳取代三羧酸循環(huán)中的葡萄糖所衍生的碳來為三羧酸循環(huán)循環(huán)提供燃料，并促進(jìn)非必需氨基酸和脂質(zhì)的合成。而最近的研究[28]指出PCCs可以通過上調(diào)SLC38A2這種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白使得丙氨酸在PCCs內(nèi)富集從而支持其能量代謝，這也證實了胰腺癌的這種獨(dú)特獲能方式。胰腺癌來源的IL-17B可誘導(dǎo)PSCs表達(dá)IL-17B受體，導(dǎo)致控制線粒體分裂和有絲分裂的蛋白質(zhì)下調(diào)，增加線粒體活化，從而增加氧化磷酸化供能[29]。PSCs中的Cav-1-ROS信號還可以促使其與PCCs代謝耦連，從而產(chǎn)生高水平的糖酵解產(chǎn)物參與供能[30]。此外，PSCs還可調(diào)節(jié)支鏈氨基酸代謝[31]、捕獲由PCCs釋放的色氨酸所衍生的甲酸鹽支持嘌呤核苷酸的合成來促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的增殖[32]。PSCs作為胰腺癌的動力車間，為腫瘤細(xì)胞的遷移、增殖等提供強(qiáng)大的動力。靶向PSCs并以此阻斷這種能量效應(yīng)，可能是胰腺癌治療的一個方向。而最近所提出的PSCs參與氨基酸的代謝并促進(jìn)胰腺癌的進(jìn)展，提示研究者們調(diào)節(jié)氨基酸的代謝可能成為胰腺癌治療的新方向。

5 PSCs與化療耐藥

目前，胰腺癌的治療仍以手術(shù)切除為主，而術(shù)后輔助化療也是必不可少的。常用的化療方案如FOLFIRINOX、吉西他濱聯(lián)合白蛋白結(jié)合紫杉醇或吉西他濱聯(lián)合替吉奧等對延長患者生存期都具有良好的效果[33]。但胰腺癌所表現(xiàn)出來的化療抵抗目前仍是一大難題。這與胰腺癌間質(zhì)中廣泛增生的結(jié)締組織壓迫間質(zhì)血管使得化療藥物難以輸送存在關(guān)系[34]，同時PSCs作為其間質(zhì)主要成分之一，對胰腺癌的化療抵抗起到關(guān)鍵作用，有體外共培養(yǎng)實驗已經(jīng)證明該點[35-36]。CXCL12/CXCR4軸的活化可誘導(dǎo)PSCs促進(jìn)PCCs的化療耐藥[37]；PSCs分泌肝細(xì)胞生長因子激活c-Met/PI3K/Akt信號通路[20,38]、分泌纖維連接蛋白促進(jìn)癌細(xì)胞中ERK1/2的高活性[39]以及生成的脫氧胞苷抑制脫氧胞苷激酶對吉西他濱磷酸化[40]均可引起胰腺癌細(xì)胞對吉西他濱的抵抗。目前以PSCs為靶點的新療法，已經(jīng)顯示出了較好的效果。Turaga等[41]以整合素avb3為靶點，用ProAgio蛋白特異性誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)PSCs的凋亡，吸收膠原，打開塌陷的腫瘤血管，使化療藥物運(yùn)輸?shù)侥[瘤組織，從而提高了胰腺癌的化療效果；Dosch等[42]通過阻斷IL-1受體1減弱PSCs釋放IL-6，抑制胰腺癌細(xì)胞內(nèi)STAT3通路的活化，并將吉西他濱聯(lián)合使用，成功提高了小鼠模型的存活率。這也說明以PSCs為靶點的治療，在抑制胰腺癌細(xì)胞的化療耐藥方面可能會產(chǎn)生令人滿意的效果。

6 PSCs與免疫治療

腫瘤免疫治療被認(rèn)為是當(dāng)今腫瘤研究中最活躍的研究領(lǐng)域，旨在提高腫瘤細(xì)胞的免疫原性，刺激和增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)，最終抑制腫瘤的生長和發(fā)展。Wang等[43]通過抑制PAK1基因的表達(dá)，減少了PSCs刺激的程序性死亡受體-配體1（programmed cell death-ligand 1，PD-L1）的表達(dá)，使得胰腺癌細(xì)胞對細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞敏感性增加，從而刺激抗腫瘤免疫；當(dāng)PSCs活化為肌成纖維細(xì)胞時，其作為胰腺癌TME中I型膠原的貢獻(xiàn)者，調(diào)節(jié)TME的免疫反應(yīng)，促進(jìn)胰腺癌的進(jìn)展[44]；PSCs分泌的IL-6可以促進(jìn)免疫抑制，用熱休克蛋白90抑制劑處理過的PSCs可降低IL-6的分泌[45]，再聯(lián)合阻斷IL-6和PD-L1可以抑制腫瘤的進(jìn)展[46]；PSCs中的NF-κB通過上調(diào)CXCL12的表達(dá)減少CD8+T細(xì)胞對腫瘤的浸潤和對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用，而阻斷CXCL12可增強(qiáng)抗腫瘤免疫[47]；TGF-β通過激活PSCs促進(jìn)腫瘤的免疫逃避，聯(lián)合抑制TGF-β和PDL1可協(xié)同增加CD8+T細(xì)胞浸潤和細(xì)胞毒作用來發(fā)揮抗腫瘤免疫[48]。已經(jīng)有文獻(xiàn)[49-50]指出，少部分胰腺癌患者具有T細(xì)胞高浸潤性的特點，而這部分患者也表現(xiàn)出了較低T細(xì)胞浸潤者的更好的生存期 。針對這些潛在的抗原靶點設(shè)計特定的T細(xì)胞或中和PSCs上的特定抗原來增強(qiáng)TME中免疫細(xì)胞的浸潤也許是免疫治療的一個新方向。

7 展 望

綜上所述，胰腺TME中的PSCs通過多種途徑影響胰腺癌的發(fā)展。關(guān)于PSCs在胰腺癌的間質(zhì)消融、代謝干擾、免疫抑制等方面的貢獻(xiàn)程度及相關(guān)靶點等問題尚不明確，仍需積極探索。近年來，癌癥的免疫治療已被認(rèn)為是與手術(shù)、放化療并列的第四支柱。而PSCs作為胰腺TME中各種生命活動的中樞，以PSCs為靶向的間質(zhì)免疫療法或許會有助于提高胰腺癌的治療效果。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。