胰腺癌细胞与胰腺星状细胞相互作用的研究进展

张巍巍 解祥军 赵丽萍 王青

·综述与讲座·

胰腺癌细胞与胰腺星状细胞相互作用的研究进展

张巍巍 解祥军 赵丽萍 王青

胰腺星状细胞(pancreatic stellate cell, PSC)是1998年德国学者Bachem等[1]从胰腺基质中分离出的细胞，因其活化后可产生细胞外基质(ECM)及降解 ECM相关酶类，而 ECM和基底膜的降解被认为是肿瘤侵袭转移的首要步骤，因而已成为探讨胰腺癌的侵袭转移机制的焦点。

随着对肿瘤转移认识的不断提高，人们逐渐发现，进入血液或淋巴转移的肿瘤成分不仅仅是单一的肿瘤细胞而是一些细胞团(簇)[2]。体外及体内实验均表明PSC与胰腺癌肿瘤细胞形成团簇从原发癌中脱离并进入血液或淋巴循环而发生远处转移，且PSC从肿瘤细胞中分离并在转移灶(如肝脏)构建肿瘤微环境(土壤)，使肿瘤细胞定向趋化，归巢迁移并定植生长。因此，胰腺癌的发生、发展与胰腺肿瘤细胞和星状细胞的相互作用密切相关[3]。

一、胰腺癌细胞作用于PSC

1．胰腺癌细胞促进PSC的活化和增殖：PSC是胰腺癌细胞毗邻最近的细胞，胰腺癌细胞可分泌转化生长因子-β1(TGF-β1)、结缔组织生长因子(CTGF)、白介素-1(IL-1)、IL-6、IL-8、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、肿瘤坏死因子(TNF-α)等刺激PSC活化。早期研究[4-5]即已发现PSC的活化受胰腺癌细胞的影响,邻近胰腺癌细胞的PSC活化明显增加,而远离胰腺癌细胞的PSC无活化。将三种胰腺癌细胞系MIA PaCa-2、PANC1和AsPC-1培养的上清液作用于原代培养的PSCs,通过[H3]胸苷结合力判断PSC增殖情况。培养16 h后,[H3]胸苷结合力较常规培养的PSC增加6倍,并具有浓度依赖性。以PANC1培养上清液培养PSC,PSC的DNA合成加快,PSC数量增多，提示PANC1分泌物可刺激PSC增殖[ 6]。

2．胰腺癌细胞促进PSC的分泌：我们的实验研究发现[7]，胰腺癌细胞及PSC联合培养后细胞外基质金属蛋白酶诱导剂(EMMPRIN)表达增加，而EMMPRIN可诱导生成基质金属蛋白酶(MMP)，从而降解细胞外基质利于肿瘤的转移；体外实验表明，联合培养胰腺癌细胞Aspc1和PSC，上清液中血管内皮生长因子(VEGF)的分泌增加，且VEGF分泌量有时间依赖性，VEGF高表达的肿瘤周围血供丰富、转移概率高。同时PSC分泌的其他血管生长因子如TGF-β1、血小板源性生长因子(PDGF)及肝细胞生长因子(HGF)等亦在胰腺癌血管形成中发挥重要作用。

二、PSC作用于胰腺癌细胞

1．PSC可促进胰腺癌细胞生长：Fujita等[8]构建表达绿色荧光蛋白(GFP)的肿瘤细胞，并将其与PSC直接联合培养，观察到直接联合培养较取细胞培养液与细胞的间接培养更有利于肿瘤细胞的生长，并可激活Notch通路，促进肿瘤生长。Xu等[9]将胰腺癌细胞AsPC-1和人肿瘤源性PSC(Cancer-Associated human PSC，CAhPSC)联合注入鼠尾静脉，其形成肿瘤直径明显大于AsPC-1单独注入及AsPC-1与正常人PSC(Normal human PSC，NhPSC)联合注入。通过免疫组化等分析，AsPC-1和CAhPSC的联合注入所形成的肿瘤中肿瘤细胞密度增大、增长快，肿瘤纤维化程度高，而单独注射PSC(CAhPSC或NhPSC)无肿瘤生长。这些发现表明PSC本身不具备肿瘤潜能，而是通过促进胰腺癌细胞的增殖从而促进肿瘤的生长。

2．PSC可促进胰腺癌细胞迁移：Kikuta等[10]将胰腺癌细胞PANC1、SUIT-2与PSC联合培养，通过划板试验发现，细胞接触松散并散开，利于细胞迁移。Ikenaga等[11]用流式细胞仪筛选出CD10+PSCs，体内及体外实验证实其可分泌大量MMP3，而敲除了MMP3的PSC降低了胰腺癌细胞SUIT-2和PANC1的侵袭能力。Xu等[9]将AsPC-1和CAhPSC联合注入鼠尾静脉后，发现肝脏等转移的瘤结节组织中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达增加，表明活化的PSC数目增加。这一重大发现证明了PSC可能具有血行或淋巴转移的潜能，从而推测PSC在转移灶构建肿瘤微环境，诱导肿瘤细胞迁移。

3．PSC可抑制胰腺癌细胞凋亡：体外实验[12-13]证明，PSC可通过分泌粘连蛋白和纤维连接蛋白来抑制胰腺癌细胞凋亡。体内实验[12]亦表明将PSC和胰腺癌细胞联合注入鼠体内与单独注射肿瘤细胞相比，其上调了抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL，抑制了肿瘤细胞的凋亡。此外，凋亡抑制蛋白survivin的增多在胰腺癌中也发挥了一定作用。肿瘤细胞凋亡减少会影响化疗药治疗效果，这也是胰腺癌化疗效果差的原因之一。

现已分离并构建出肿瘤源性PSC(Cancer-Associated human PSC)、静止期PSC及永生化PSC[14-15]。尽管普遍认为活化的PSC主要来源于激活的静止期PSC，但亦有资料[10，16]显示它还有其他的来源。Zeisberg等[17]研究发现，内皮细胞在TGF-β1的作用下有转化成活化的肌源成纤维细胞的能力，在胰岛素瘤中血管平滑肌细胞同样具有这种基质转化的潜能,且联合培养胰腺癌细胞与PSC可促进上皮-间质转化。

目前，有报道PSC活化可能抑制胰腺癌生长。Köninger等[18]指出，PSC可高表达CTGF，而CTGF升高与肿瘤分化好、存活长呈正相关，提示其介导的结缔组织形成不利于肿瘤细胞生长。PSC可分泌核心蛋白聚糖(Decorin)[18]，Decorin在胰腺癌的生长过程中起到负性调控作用,通过控制基质聚集、胶原纤维形成,与生长因子结合而抑制肿瘤生长。这一机制尚待进一步研究。

三、问题与展望

胰腺癌肿瘤微环境能促进肿瘤生长、侵袭,保护其免受免疫系统的攻击。其中，胰腺癌细胞与PSC相互作用为胰腺癌的发生、发展奠定了坚实的基础[19]。但其接触密度、相互作用时间的不同是否使肿瘤细胞产生接触抑制而抑制肿瘤的生长尚需进一步研究。再则，临床中，胰腺癌肿瘤体积小而转移程度高，是否与胰腺癌细胞-PSC相互作用接触抑制致瘤体缩小但却激活了其转移潜能使恶性程度增高的假设更待进一步明确。因此，两种细胞的相互作用为我们今后研究肿瘤微环境开辟了新路。

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2010-12-28)

(本文编辑：吕芳萍)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2011.03.028

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王青，Email: Wangqingqingdao@yahoo.cn