胰腺腫瘤干細(xì)胞標(biāo)記物的研究進(jìn)展

趙旭，閆思琦，趙建國

（1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué) 研究生院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014040；3.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 肝膽胰脾外科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050）

胰腺癌是最致命的癌癥之一，發(fā)病隱匿，侵襲性強(qiáng)，預(yù)后差[1]。胰腺導(dǎo)管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）占胰腺癌的80%～90%，在胰腺癌亞型中預(yù)后最差[2]。根據(jù)美國國家癌癥研究所2023年的估計(jì)[3]，胰腺癌占所有新發(fā)癌癥病例的3.3%，占所有癌癥相關(guān)死亡的8.3%。胰腺癌的5年相對(duì)生存率為12.5%[3]。因此，早期發(fā)現(xiàn)胰腺癌是提高生存率的最有效方法[4]。

腫瘤干細(xì)胞（cancer stem cells，CSCs），也稱為腫瘤起始細(xì)胞（tumor initiating cells，TICs）參與腫瘤起始、維持及穩(wěn)定腫瘤異質(zhì)性等過程，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[5]，被認(rèn)為是腫瘤難以治愈和復(fù)發(fā)的根本原因[6]。目前，關(guān)于胰腺CSCs的研究頗多。Notch信號(hào)通路、Wnt/β-catenin通路、Hippo通路、sonic hedgehog（Shh）通路、PI3K/Akt/mTOR通路、JAK/STAT3通路等可能參與了胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展和胰腺CSCs的生物學(xué)過程[7-8]。胰腺CSCs的識(shí)別和特征將有助于為胰腺癌患者提供早期診斷和更成功的治療[9]。然而，由于缺乏特異性的標(biāo)記物，導(dǎo)致胰腺CSCs分離和鑒定非常困難，故尋找可靠有效的胰腺CSCs標(biāo)記物尤為重要。筆者對(duì)胰腺CSCs的標(biāo)記物在胰腺癌的增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲、耐藥及預(yù)后等方面的作用進(jìn)行總結(jié)。

1 胰腺CSCs標(biāo)記物

胰腺CSCs可表達(dá)多種分子，包括CD44、CD24、CD133、上皮細(xì)胞黏附分子（Epithelial cell adhesion molecule，EpCAM）、細(xì)胞間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)換因子（cellular-mesenchymal epithelial transition factor，c-Met）、醛脫氫酶1（aldehyde dehydrogenas 1，ALDH1）、C-X-C基序趨化因子受體4（C-X-C motif chemokine receptor 4，CXCR4）、腺苷三磷酸結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白G2（ATP binding cassette subfamily G member 2，ABCG2）、雙皮質(zhì)激素樣激酶1（doublecortin-like kinase 1，DCLK-1）、谷氧還蛋白3（glutaredoxin 3，GLRX3）、富含亮氨酸重復(fù)序列的G蛋白偶聯(lián)受體5（eucine-rich-repeat-containing G-protein-coupled receptor 5，Lgr5）、Nanog、Oct4、Sox2、CD9、α6β4、巢蛋白（nestin）等[8-9]。這些分子的表達(dá)將細(xì)胞重新編程為胰腺CSCs并促進(jìn)可塑性，從而使腫瘤細(xì)胞適應(yīng)環(huán)境的變化并存活，是與腫瘤臨床進(jìn)展和復(fù)發(fā)相關(guān)的不良預(yù)后指標(biāo)[8]。然而，胰腺CSCs上只有少數(shù)已知的表面標(biāo)記物表達(dá)，并且沒有鑒定出獨(dú)特的標(biāo)記物來分離來自不同腫瘤類型的CSCs。因此，通常使用幾種標(biāo)記物的組合來提高分離的CSCs的純度。同時(shí)表達(dá)CD44、CD24和上皮特異性抗原（epithelial specific antigen，ESA）的腫瘤細(xì)胞首先被Li等[10]定義為胰腺CSCs。研究[10]發(fā)現(xiàn)，CD44+CD24+ESA+表型在體外和體內(nèi)的腫瘤起始能力（tumor-initiating capacity）比其他癌細(xì)胞增加了100倍。此外，臨床研究[11]結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CXCR4+CD133+細(xì)胞和CD24+細(xì)胞是胰腺癌病死率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，患者較低的生存率與CD133、CD24和CXCR4的表達(dá)之間存在明顯關(guān)系。

1.1 CD44

CD44是透明質(zhì)酸（hyaluronic acid）和骨橋蛋白（osteopontin）的跨膜糖蛋白和細(xì)胞表面黏附受體，是胰腺癌中重要的CSCs標(biāo)記物之一[12]。最近研究[13]發(fā)現(xiàn)，僅存在CD44并不足以檢測(cè)CSCs，需要與另一種CSCs標(biāo)記物，如CD24或CD133的雙重反應(yīng)。Nallasamy等[14]研究發(fā)現(xiàn)，骨橋蛋白/分泌型磷蛋白1（secreted phosphoprotein 1）可以通過調(diào)節(jié)CD44介導(dǎo)的干細(xì)胞標(biāo)記物Nanog，ABCG2來促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞中的干性特征，沉默骨橋蛋白/分泌型磷蛋白1或CD44可能導(dǎo)致干性特征降低。此外，CD44還可以增加c-Met的活性，抑制Hippo信號(hào)通路[15]。CD44變異的改變?cè)谀[瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中起著重要作用[16]。在胰腺癌中研究最廣泛的CD44變異形式是CD44v6，CD44v6表達(dá)升高在胰腺癌轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用[17]。研究[18]發(fā)現(xiàn)，變異體CD44v3敲低抑制胰腺癌細(xì)胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和干性，CD44v3可作為胰腺癌干預(yù)治療的潛在候選者。此外，CD44+細(xì)胞也在胰腺癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和侵襲性行為及吉西他濱耐藥中發(fā)揮重要作用[19]。Kuo等[12]證明，CD44的過表達(dá)與胰腺癌患者術(shù)后5年總生存率降低相關(guān)。

1.2 CD133

CD133是一種糖基化的五跨蛋白，已作為胰腺癌的CSCs標(biāo)記物[20]。CD133參與了與轉(zhuǎn)移和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）相關(guān)的多個(gè)信號(hào)通路。Liou等[21]揭示，CD133通過Wnt/β-catenin通路增強(qiáng)EMT，促進(jìn)腫瘤侵襲性。Safa[22]發(fā)現(xiàn)CD133激活白介素1β（interleukin 1β，IL-1β）-核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）通路導(dǎo)致侵襲和轉(zhuǎn)移。此外，CD133+胰腺癌細(xì)胞表現(xiàn)出吉西他濱耐藥[9]，有逃避放射線損傷的作用[23]，從另一個(gè)角度說明胰腺癌細(xì)胞中CD133+干細(xì)胞亞群對(duì)化療及放療耐受。既往研究[24]提示CD133過表達(dá)與臨床TNM分期、分化差、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及胰腺癌患者生存率較低有關(guān)。通過多變量分析，CD44與CD133在胰腺CSCs中的高共表達(dá)被確定為患者無病生存的獨(dú)立預(yù)后因素。

1.3 CXCR4

CXCR4是一種G蛋白偶聯(lián)趨化因子受體，在CSCs，尤其是遷移性CSCs中上調(diào)。在胰腺CSCs中，CD133和CXCR4的聯(lián)合表達(dá)與侵襲和轉(zhuǎn)移能力的增強(qiáng)相關(guān)，而這可通過阻斷CXCR4預(yù)防[13]。源自胰腺星狀細(xì)胞（pancreatic stellate cells，PSCs）的CXC趨化因子配體12（CXC chemokine ligand 12，CXCL12）介導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞和PSCs之間的串?dāng)_以促進(jìn)胰腺癌干性。ETS同源因子（ETS homology factor）通過負(fù)調(diào)節(jié)腫瘤CXCR4降低了胰腺癌對(duì)PSC衍生的CSCs支持生態(tài)位刺激的敏感度[25]。研究[26]發(fā)現(xiàn)CXCL12/CXCR4軸可能在胰腺癌的結(jié)締增生反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。CXCR4的激活通過增加Shh的產(chǎn)生來促進(jìn)胰腺癌的化療耐藥特征，Shh以自分泌的方式促進(jìn)EMT和胰腺癌細(xì)胞更類似干細(xì)胞的狀態(tài)[24]。曹威等[27]通過Meta分析發(fā)現(xiàn)，CXCR4高表達(dá)是胰腺癌發(fā)病、淋巴轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、高TNM分期、血管侵犯的危險(xiǎn)因素，提示患者預(yù)后差。這些都提示CXCR4高表達(dá)可用于胰腺癌的早期診斷，其表達(dá)水平可能是胰腺癌的潛在預(yù)后分子標(biāo)記物。

1.4 c-Met

c-Met是肝細(xì)胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）的酪氨酸激酶受體，是胰腺CSCs的另一個(gè)標(biāo)志記物[13]。胰腺癌細(xì)胞中c-Met的高表達(dá)與CSCs行為相關(guān)：與c-Met-細(xì)胞無法形成球狀體相反，c-Met+細(xì)胞具有更高的形成腫瘤球和引發(fā)腫瘤的能力[13]。敲除c-Met或抑制c-Met在胰腺癌中的活性可以減少腫瘤微環(huán)境的形成，抑制腫瘤移植的生長，減少腫瘤的轉(zhuǎn)移[28]。在胰腺癌中，有證據(jù)[24]也強(qiáng)調(diào)了HGF/c-Met信號(hào)在維持胰腺祖細(xì)胞和干細(xì)胞中的重要作用，HGF/c-Met軸參與了復(fù)雜的腫瘤間質(zhì)串?dāng)_、體內(nèi)吉西他濱耐藥和耐藥腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。同時(shí)靶向配體和受體并結(jié)合化療，為有效減緩胰腺癌的進(jìn)展提供了最有效的方法[29]。在臨床上，c-Met過表達(dá)是胰腺癌患者的一種不良預(yù)后標(biāo)記物，與腫瘤分級(jí)、腫瘤結(jié)節(jié)抑制期增加和生存較差直接相關(guān)[24]。

1.5 ALDH1

ALDH1是酶的超家族成員之一，已用作胰腺癌實(shí)驗(yàn)研究中的CSCs標(biāo)記物[20]。ALDH1已被證明可以調(diào)節(jié)胰腺癌的增殖，并為其提供吉西他濱和環(huán)磷酰胺抗性[30]。無論體外和體內(nèi)，ALDH1+胰腺癌細(xì)胞的致瘤性均高于未分選的胰腺癌細(xì)胞和ALDH1-細(xì)胞[15]。有研究[31]認(rèn)為ALDH1B1本身不致癌，而卻是K-ras誘導(dǎo)胰腺癌的先決條件。ALDH1A3通過激活PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路增加胰腺癌細(xì)胞的糖酵解，從而促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[32]。此外，ALDH1的過表達(dá)與胰腺癌預(yù)后不良有關(guān)[33]。ALDH1A1水平越高，患者的預(yù)后越差，尤其是消化系統(tǒng)腫瘤[32]。

1.6 EpCAM

EpCAM雖然被視為CSCs標(biāo)記物之一，但關(guān)于其與CSCs特異性是否相關(guān)的信息有限[24]。據(jù)報(bào)道[16]，與EpCAM-細(xì)胞相比，EpCAM+胰腺癌已被證明具有增強(qiáng)的致瘤潛能。Dzobo等[34]通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，與鄰近正常組織相比，EpCAM在胰腺癌腫瘤樣本中的表達(dá)顯著上調(diào)。目前EpCAM的臨床意義及其對(duì)臨床預(yù)后的影響仍有爭議，一些臨床報(bào)道認(rèn)為EpCAM高表達(dá)與預(yù)后良好相關(guān)，而其他研究則認(rèn)為EpCAM高表達(dá)是一個(gè)預(yù)后不良的因素[24]。

1.7 DCLK-1

DCLK-1已被鑒定為胃腸道、胰腺和人類結(jié)腸癌細(xì)胞中的CSCs標(biāo)記物[35]。DCLK-1陽性腫瘤細(xì)胞連續(xù)為胰腺上皮內(nèi)瘤變（pancreatic intraepithelial neoplasia）、原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性胰腺癌以及胰腺癌衍生的體內(nèi)和體外微球提供子代細(xì)胞[36]。還有研究[37]發(fā)現(xiàn)胰腺癌早期（I期和Ⅱ期）血清DCLK-1水平高于正常對(duì)照組，但在晚期迅速下降至正常水平。這些都提示DCLK-1可以作為胰腺癌診斷的潛在生物標(biāo)記物。表達(dá)DCLK-1的胰腺癌細(xì)胞不僅顯示出腫瘤起始特征并形成類器官，還有證據(jù)[13]表明DCLK-1參與EMT的調(diào)節(jié)，抑制DCLK-1表達(dá)導(dǎo)致EMT轉(zhuǎn)錄因子的下調(diào)。并且DCLK-1的抑制增加了胰腺癌對(duì)吉西他濱的敏感度[35]。賴氨酸特異性脫甲基酶3A（lysine specific demethylase 3A）可能通過調(diào)控DCLK-1在胰腺癌的腫瘤形成的進(jìn)程中起關(guān)鍵作用，可通過賴氨酸特異性脫甲基酶3A靶向治療胰腺癌[38]。DCLK-1過表達(dá)與胰腺癌的腫瘤分期、轉(zhuǎn)移和低生存率密切相關(guān)。研究[37]發(fā)現(xiàn)DCLK-1水平高的患者TNM分期較高，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率較高，同時(shí)DCLK-1陽性表達(dá)與胰腺癌患者更高的組織學(xué)分級(jí)、更高的術(shù)前CA19-9水平、更短的總生存時(shí)間和無復(fù)發(fā)生存期有關(guān)。

1.8 其他胰腺CSCs標(biāo)記物

CSCs通過過表達(dá)標(biāo)記物，如Sox、Nanog、Oct4，增強(qiáng)自我更新特征和多能性[39]。在胰腺癌中，Nanog和Oct4在胰腺癌癥組織中的過度表達(dá)導(dǎo)致不良后果，并且它們的敲低降低了體外和體內(nèi)胰腺CSCs的侵襲、遷移、化療耐藥性和增殖[40]。在胰腺CSCs中，ABCG2過表達(dá)[9]。ABCG2通過增強(qiáng)藥物外排能力介導(dǎo)對(duì)5-氟尿嘧啶和伊立替康的耐藥性[41]。洪樂等[42]揭示，轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子FOXO1（forkhead box 1）陰性細(xì)胞具有干細(xì)胞樣的高致瘤性，且FOXO1作為一種胰腺CSCs標(biāo)記的特異性可能比胰腺癌細(xì)胞中的CD133與ALDH1更好，microRNA-21可通過調(diào)節(jié)FOXO1實(shí)現(xiàn)對(duì)胰腺癌細(xì)胞的促進(jìn)作用，可見，胰腺癌中陰性表達(dá)的分子也能成為CSCs表面標(biāo)記物。Wang等[43]表明，CD9為胰腺CSCs的功能標(biāo)記物。相關(guān)生物信息學(xué)數(shù)據(jù)集的分析表明，CD9豐度是胰腺癌患者預(yù)后不良的獨(dú)立標(biāo)記物[44]。一項(xiàng)功能研究[45]顯示，GLRX3參與癌細(xì)胞增殖，遷移，侵襲，腫瘤發(fā)生和維持CSCs特性，GLRX3似乎通過c-Met和Wnt信號(hào)調(diào)節(jié)CSCs表型。以上結(jié)果表明，GLRX3是胰腺CSCs的新潛在生物標(biāo)記物，也可能是其治療靶點(diǎn)。最近，在胰腺癌中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)以高水平的層粘連蛋白亞基γ2（laminin subunit gamma 2，LAMC2）為特征的CSCs，它經(jīng)歷自我更新和向鱗狀表型分化。用新型轉(zhuǎn)化生長因子β（transforming growth factor β，TGF-β）信號(hào)抑制劑vactosertib靶向表達(dá)LAMC2的細(xì)胞，可用于抑制胰腺癌患者的CSCs相關(guān)轉(zhuǎn)移[46]。由此可見，LAMC2可能是胰腺CSCs的潛在標(biāo)記物。

2 總結(jié)與展望

CSCs是一種有前景的癌癥治療靶點(diǎn)，任何針對(duì)CSCs的治療都具有改善癌癥治療和預(yù)后的巨大潛力。本文總結(jié)了幾種當(dāng)前已知的胰腺CSCs標(biāo)記物在胰腺癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲、耐藥及預(yù)后方面的作用。盡管CSCs標(biāo)記物在腫瘤間或物種間的相對(duì)重疊較小，目前仍然無法確定哪些亞群細(xì)胞是CSCs，并且一些標(biāo)記物的使用尚存在爭議。隨著研究的不斷深入和技術(shù)的不斷更新，越來越多的胰腺CSCs標(biāo)記物將會(huì)被鑒定出來，對(duì)于胰腺CSCs在胰腺癌中的作用機(jī)制和相關(guān)信號(hào)通路的研究也日趨深入，胰腺CSCs標(biāo)記物將在胰腺癌的早期診斷、靶向治療及預(yù)后評(píng)估中發(fā)揮更重要的作用。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：趙旭直接參與文獻(xiàn)選題，負(fù)責(zé)文獻(xiàn)資料解讀分析和文章初稿撰寫；閆思琦負(fù)責(zé)文獻(xiàn)檢索及內(nèi)容審閱；趙建國負(fù)責(zé)文獻(xiàn)總體選題和設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)稿件最終審閱定稿，對(duì)學(xué)術(shù)問題進(jìn)行解答，并最終同意論文發(fā)表。