乳腺癌干細胞：從基礎到臨床

1、乳腺癌干細胞：從基礎到臨床         10-10-30 14:23:00     作者：易彤波,宋軍,武正炎    編輯：studa20【關鍵詞】  乳腺癌；干細胞；基礎；臨床腫瘤起源細胞是腫瘤的致瘤細胞, 而其他的細胞不具有致瘤性。通過手術、化療、 放療等傳統(tǒng)方法殺死腫瘤細胞后, 腫瘤還會復發(fā), 其根本原因是沒有完全殺死腫瘤的起源細胞（即腫瘤干細胞）。腫瘤干細胞學說的提出為研究腫瘤發(fā)病機制及根治惡性腫瘤的方法指出新的方

2、向，可能是攻克人類腫瘤新的突破點。本文就乳腺癌干細胞從基礎到臨床的研究進展作一綜述。1  乳腺癌干細胞1.1  乳腺癌干細胞的特征與意義 2003年, Al-Hajj等1 在原發(fā)性乳腺癌的組織中分離出具有CD44+/CD24-/Lin-表面標志的一小部分細胞(約占總體腫瘤細胞的2%)，將100個這樣的細胞移植入NOD/ SCID重癥聯(lián)合免疫缺陷小鼠的乳腺中就可以形成腫瘤，而且具有所有原發(fā)腫瘤的組織病理學特征，且仍含有1%5%的CD44+/CD24-/Lin-細胞。而用20000個沒有此表型特征的腫瘤細胞接種則不能形成腫瘤，因此說明乳腺癌可能是由乳腺癌干細胞起源而來

3、的。此實驗顯示乳腺癌細胞功能各異, 但僅有少數(shù)的腫瘤起始細胞在移植到NOD/SCID鼠體內(nèi)后形成腫瘤。乳腺癌腫瘤起始細胞能夠形成腫瘤的其他細胞成分，此種能力與乳腺成體干細胞具有相似的特點。在研究中發(fā)現(xiàn)一個成熟細胞向腫瘤細胞轉(zhuǎn)變必須具備3 種條件: 具有不斷增殖的能力；長期生存的能力；發(fā)生錯誤突變的機會。在正常細胞群中只有干細胞具有這種能力, 因此猜想乳腺成體干細胞來源于干細胞。如果分離得到乳腺腫瘤干細胞, 就可以通過其表面特異的標志物或異常表達的標志物, 檢測體內(nèi)是否殘留有腫瘤干細胞, 同時把乳腺癌干細胞作為靶細胞, 建立乳腺癌干細胞模型,為乳腺癌研究奠定細胞學基礎，進而為手術、放化療提供指導

4、性治療模型2。1.2 可能的乳腺癌干細胞激素受體狀態(tài) 乳腺癌亞型至少包括2種不同的細胞表型，基底樣型和導管型。因此推測認為不同的乳腺癌亞型可能由不同的干細胞群突變而來。已經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)了具有干細胞樣特征的不同表型的候選細胞。一些具有干細胞樣特征的候選細胞為ER+。事實上，ER+的干細胞對于維持成體乳腺的腺體動態(tài)平衡有重要的作用3。然而，研究表明在乳腺組織中殘存的ER-的干細胞可能代表了更加原始的乳腺干細胞。最近研究表明乳腺的重構(gòu)細胞是ER-和PR-的細胞4。實驗表明乳腺癌易感基因1（BRCA1）在人乳腺ER-的干細胞/祖細胞轉(zhuǎn)變?yōu)镋R+導管上皮細胞中發(fā)揮了作用5。去除BRCA1能阻止ER

5、-的干細胞轉(zhuǎn)變?yōu)镋R+的祖細胞。BRCA1基因的雜合性突變易導致婦女罹患缺乏ER、PR、人類表皮生長因子受體2（HER2）表達的基底樣型的乳腺癌和卵巢癌6。但是超過2/3的乳腺癌是ER+的細胞表型且這些腫瘤大多數(shù)是依賴雌激素生長的，因此能使用內(nèi)分泌治療發(fā)揮抗腫瘤作用7。一種乳腺腫瘤起源模型認為ER+的乳腺腫瘤來源于ER+干細胞或ER+早期或晚期祖細胞，ER-的乳腺腫瘤來源于更加原始的ER-的干細胞8。而別的模型認為很少分裂且同時對于內(nèi)分泌治療有抵抗作用的ER-干細胞能產(chǎn)生短暫的過渡性的ER+干細胞，進而產(chǎn)生ER+的分化細胞。因此，進一步確定乳腺癌干細胞激素受體狀態(tài)對于通過激素受體狀態(tài)選擇治療疾

6、病的方法及判斷預后有重要的作用。1.3 自我更新與分化的信號調(diào)節(jié)途徑 信號調(diào)節(jié)途徑如Hedgehog(Hh)、Wnt/-catenin、Notch途徑在胚胎與器官發(fā)育中發(fā)揮著作用，同時通過對干細胞自我更新與分化之間平衡的調(diào)節(jié)而對成體組織的維持也有重要作用。在乳腺組織中以上3條信號途徑對于干細胞的自我更新有重要作用，因此代表了對乳腺癌干細胞有治療作用的潛在靶點。    Hedgehog(Hh)信號通路在動物胚胎發(fā)育過程中調(diào)節(jié)細胞間的相互作用，對于胚胎發(fā)育和決定細胞命運有重要的作用。PITCH膜蛋白作為信號分子Hh家族的受體與早期胚胎性腫瘤的發(fā)生有密切的關系

7、9。這一信號途徑的異常改變與包括乳腺、前列腺和肺部腫瘤的發(fā)生有關。    轉(zhuǎn)基因老鼠模型實驗研究發(fā)現(xiàn)干細胞中Wnt信號通路的活化能導致上皮性腫瘤的發(fā)生10。老鼠乳腺中Wnt的過表達能導致乳腺腫瘤的發(fā)生增加11。在乳腺干細胞中轉(zhuǎn)入Wnt-1基因的小鼠乳腺SP細胞比例由0.5%2%上升23倍，轉(zhuǎn)入-catenin后上升9倍。以上說明Wnt信號通路與-catenin能上調(diào)干細胞向腫瘤干細胞的轉(zhuǎn)化能力。    Notch家族作為跨膜信號蛋白在干細胞和早期祖細胞中表達，通過與鄰近細胞上的Notch配體相互作用，調(diào)節(jié)細胞的生長分化12。Notch

8、-4對于乳腺的正常發(fā)育有重要作用，研究發(fā)現(xiàn)過表達的Notch-4在體外能抑制乳腺上皮細胞的分化，在體內(nèi)能抑制正常乳腺的發(fā)育而促進乳腺腫瘤的生長13。這表明Notch-4信號途徑的改變能使健康的干細胞轉(zhuǎn)化為腫瘤干細胞。此外，在乳腺球囊形成過程中有Notch家族成員的表達，Notch配體能影響正常乳腺細胞的自我更新與分化能力，說明Notch信號調(diào)節(jié)途徑可能在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展中起作用14。2  針對乳腺癌干細胞的靶向治療2.1  靶向癌干細胞的分化治療 靶向性治療癌干細胞的方法之一是通過誘導癌干細胞分化。靶向癌干細胞池誘導分化能使癌干細胞失去自我更新能力，癌干細胞表型

9、特征以及癌干細胞的維持能力喪失。臨床治療使用的一種分化治療藥物是全反式維甲酸15。全反式維甲酸與維生素A類似物能促進上皮細胞分化，并通過調(diào)節(jié)信號傳導逆轉(zhuǎn)腫瘤的生長。在全反式維甲酸治療基礎上使用化療應用于急性早幼粒細胞白血病和實體腫瘤的治療中16。最近研究發(fā)現(xiàn)骨形態(tài)發(fā)生蛋白-4可作為一種非細胞毒性的效應子阻斷人惡性膠質(zhì)瘤的致瘤性17。這種治療性藥物能通過減少細胞增殖以及在干細胞樣腫瘤發(fā)生前體中誘導神經(jīng)分化標記的表達而發(fā)揮作用。這些研究為進一步探究骨形態(tài)發(fā)生蛋白-4在乳腺腫瘤分化治療中的作用提供了有益的探索18。2.2  靶向分子信號途徑及藥物轉(zhuǎn)運體 體外研究發(fā)現(xiàn)Notch-4

10、的抗體能阻斷來源于人體乳腺干細胞的球囊形成19。這些研究表明在乳腺癌患者中使用這種抗體有可能阻斷乳腺癌干細胞的自我再生，為使用其他信號途徑抗體清除乳腺癌干細胞開辟了新療法。ABC轉(zhuǎn)運體如乳腺癌多藥耐藥蛋白及多藥耐藥相關蛋白的高表達既是干細胞的特征也是腫瘤干細胞的特點20。這些轉(zhuǎn)運體為防止外來異型生物質(zhì)毒素的危害提供保護，同時也能部分闡明腫瘤干細胞對于傳統(tǒng)治療方法的耐藥抵抗。葉綠素分解代謝產(chǎn)物脫鎂葉綠酸作為乳腺癌多藥耐藥蛋白轉(zhuǎn)運體特異性的探針，能抑制乳腺癌多藥耐藥蛋白轉(zhuǎn)運體的藥物泵出特性21。因此, ABC轉(zhuǎn)運體抑制劑和化療的聯(lián)合使用能增強化療藥物對于癌干細胞的殺傷作用22。ABC轉(zhuǎn)運體抑制劑也能抑制正常干細胞，導致對骨髓的潛在毒性并影響正常血腦屏障功能的維持23。然而，有效地靶向這些信號分子對于解除癌干細胞對傳統(tǒng)治療方法的抵抗非常有意義。2.3  靶向乳腺癌干細胞的免疫治療 研究發(fā)現(xiàn)，樹突狀細胞功能受損與乳腺癌進展有關。乳腺癌能誘導循環(huán)中的樹突狀細胞凋亡，但這一過程能隨著樹突狀細胞脫離腫瘤環(huán)境而被逆轉(zhuǎn)24。    以樹突狀細胞為基礎的疫苗策略包括不同的方法，總的分為兩大類：抗原確定性疫苗和多價疫苗25。在老鼠模型上靶向單一腫瘤抗原的疫苗