肝癌干细胞靶向治疗的研究进展

魏元秀综述，高 建审校

（重庆医科大学附属第二医院消化内科，重庆400010）

肝癌干细胞靶向治疗的研究进展

魏元秀综述，高 建审校

（重庆医科大学附属第二医院消化内科，重庆400010）

肝肿瘤；肿瘤干细胞；肿瘤标记，生物学；免疫疗法；信号处理，计算机辅助；微RNAs；综述

肝癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，尽管目前肿瘤的治疗已有显著进步，但仍存在肿瘤复发、转移、放化疗抵抗。随着肿瘤干细胞（CSC）的提出及深入研究，肿瘤发生、发展、侵袭、转移、复发及耐药机制得到合理的解释。CSC假说认为肿瘤是由异质性的细胞群体组成，其中极少部分是具有自我更新、无限增殖及致瘤性的细胞，这种具有干细胞特性的细胞被称为CSC或肿瘤起始细胞，约占肿瘤组织的1%，通过不对称分裂和不断分化为形态功能各异的肿瘤细胞。随着对CSC的分离鉴定及其调控机制的深入研究，靶向肝癌干细胞为肝癌的治疗开辟了新途径，本文就其靶向治疗的研究进展作一综述。

1 靶向肿瘤表面标志物

肝癌干细胞的表面标志物主要包括CD133、CD90、CD44、人上皮细胞黏附分子（EpCAM）和CD13，这些表面标志物的肿瘤细胞具有自我更新、无限增殖及高致瘤性[1-2]。因此，以CSC特异性表面标志物为靶标的分子靶向药物可成为CSC靶向治疗的重要手段之一。金纳米棒负载CD44单克隆抗体在治疗MCF-7乳腺癌时可靶向光烧蚀CD44+乳腺癌干细胞侧群[3]。Wang等[4]在体外利用单壁碳纳米管负载CD133单克隆抗体，并用近红外线辐照GBM-CD133（+）和GBM-CD133（-）细胞，结果显示GBM-CD133（+）胶质瘤干细胞被选择性靶向消除，而GBM-CD133（-）细胞仍然存活；进一步研究表明，局部热疗作用同样可抑制GBM-CD133（+）干细胞的自我更新能力和体内致瘤性。Lan等[5]利用短发夹RNA（shRNA）使HepG2-CD133（+）肝癌干细胞的CD133表达下调，体外实验显示肝癌干细胞的增殖、克隆成球能力明显减弱，并且在NOD/SCID小鼠中移植瘤的生长明显受到抑制。Yamashita等[6]研究发现，利用干扰RNA技术使EpCAM的表达下降可抑制EpCAM（+）的肝癌细胞增殖。

2 靶向信号通路

2.1 靶向Wnt/β-catenin信号通路 Wnt信号通路包括经典的Wnt/β-catenin途径和非经典途径（Wnt/PCP信号通路和Wnt/Ca2+信号通路）。经典Wnt/β-catenin信号通路参与调节细胞的增殖、分化、凋亡及干细胞的更新，并与肿瘤的发生发展及转移密切相关[7-8]。经典Wnt/β-catenin途径：Wnt配体与跨膜受体卷曲蛋白（Frz/Fzd）、辅助性受体低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6（LRP5/6）结合后活化胞内松散蛋白（Dsh/Dvl），抑制降解复合体中糖原合成激酶3（GSK3β）的活性，使β-catenin不能被磷酸化，蛋白酶体及泛素不能对其识别及降解，β-catenin在胞质内积累并转入核内，与核内转录因子T细胞因子/淋巴样增强因子 （TCF/LEF）结合形成β-catenin-TCF/ LEF转录复合体调控靶基因（如C-myc、Survivin、VEGF、cyclinD1、MMP-7、CD44、ASCL2、Axin2）的表达，诱导细胞异常增殖和迁移，从而参与肿瘤的发生[9-11]。据报道，至少1/3的肝细胞癌（HCC）中存在Wnt/β-catenin信号通路的异常激活，并且其中大部分β-catenin相关基因已发生突变，强调了Wnt/β-catenin信号通路在肝癌发生中的重要作用[12]。Quan等[13]研究发现，8-bromo-7-methoxychrysin通过下调Wnt/β-catenin信号通路抑制CD133+肝癌干细胞的生物学特性。He等[14]研究表明，Casticin靶向抑制Wnt/β-catenin信号通路使得肝癌干细胞的自我更新、增殖能力被抑制。此外，Gedaly等[15]研究发现，FH535可下调肝癌细胞和肝癌干细胞中Wnt/β-catenin的表达，进而使得二者的增殖均受到显著抑制。

综上所述，抑制肝癌干细胞Wnt/β-catenin信号通路的异常激活，可以起到抗肿瘤作用，抑制激活Wnt通路成为靶向治疗的途径之一。

2.2 靶向Notch信号通路 Notch受体是一种高度保守的单通道跨膜蛋白，由膜外区（NEC）、跨膜区（NTM）和膜内区（NICD/ICN）3个部分组成；NEC先与配体结合启动Notch信号通路，然后通过NTM传递；NICD/ICN则负责将Notch信号转移到细胞核内[16]。人类细胞共有4种Notch受体（Notch1、Notch2、Notch3、Notch4）和2类同源配体[Delta样配体（Dll-1、Dll-3、Dll-4）、Serrate样配体（Jagged-1、Jagged-2）][17]。Notch1/Jagged-1在HCC中低表达，下调Notch1/Jagged-1的表达可能对维持HCC的发展具有重要作用[18]，Notch3高表达和Notch4低表达可能都与HCC的发生发展相关[19]。然而也有学者研究发现，在肝癌小鼠模型中，抑制Notch2受体或配体Jagged-1可抑制肝癌的生长，抑制Notch3受体则无影响。进一步研究发现，抑制Notch1受体可改变原发性肝癌类型比例，如可减少HCC类肿瘤、增加胆管细胞癌类肿瘤[20]。Nishina等[21]研究发现，上调肝癌中肿瘤抑制基因RUNX3的表达，配体Jagged-1减少，从而Notch信号通路被抑制，肝癌干细胞明显减少。

3 微RNAs（miRNAs）

miRNAs是一组内源性单链非编码的微小RNA，长度20～22 nt，其与靶mRNA的3′端非翻译区完全或部分互补结合，可抑制靶mRNA的翻译影响蛋白质的合成或可诱导降解mRNA，从而在转录后水平调控靶基因的表达，其在细胞增殖、分化和凋亡过程中扮演重要角色。研究发现，miRNAs表达上调或下调起着抑癌基因或癌基因作用，与肿瘤的发生有密切关系，如miR-34、let-7、miR-16-1和miR-15a等miRNAs具有抑癌基因作用，miR-17-92家族、miR-21、miR-9/9、miR-135及 miR-155等miRNAs具有癌基因作用[22]。最近研究证实，miRNAs在肝癌干细胞中表达异常，通过调控CSC的自我更新和多向分化的能力参与调控CSC的增殖、分化和肿瘤形成、耐药等过程。Meng等[23]研究发现，肝癌干细胞样细胞高表达let-7和miR-181，抑制let-7的表达可增加索拉菲尼和阿霉素的化疗作用，下调miR-181的表达可降低肝癌干细胞的活力及侵袭力。Ji等[24]研究发现，miR-181在EpCAM+AFP+HCCs中高表达，抑制其表达可显著减少EpCAM+HCCs的数量并减弱CSC的致瘤性，并发现miR-181可能是通过靶向调控CDX2和GATA6而发挥作用的。Zhang等[25]研究发现，CD133+与CD133-肝癌细胞中miRNA的表达存在明显差异，miR-150在CD133+肝癌干细胞系中呈低表达状态，并且他们发现miR-150作用于c-Myb mRNA的3′UTR，从而降低c-Myb的蛋白合成，上调miR-150可显著减少CD133+肝癌干细胞的数量，抑制其增殖及致瘤性，并且可诱导细胞周期停滞及凋亡。此外，研究发现，在CD90+与CD90肝癌细胞中miRNA的表达也存在明显差异，在CD90+肝癌细胞中miR-548c-5p明显低表达，转染miR-548c-5p后β-catenin、Tg737、bcl-2、bcl-XL和caspase-3的表达下调，从而使得CD90+HepG2细胞增殖、转移及侵袭能力明显抑制并促进其凋亡[26]。Huang等[27]研究发现，miR-152可抑制CD133+hep3B的增殖及克隆成球能力，并进一步研究发现，其通过靶向KIT而起调控作用。

综上所述，对于具有致癌作用的miRNAs可以利用寡核苷酸或抗miRNA抑制其合成，从而抑制其致癌作用；具有抑癌作用的miRNAs可以通过利用miRNAs模拟物或者慢病毒载体转入CSC增加其表达，增强其抑癌作用。因此，以miRNA为潜在靶点治疗肿瘤可消除CSC的自我更新能力，增强CSC放化疗敏感性，促进凋亡，为肿瘤的治疗提供了新途径，这可能成为CSC靶向治疗的一个非常有效的方法。

4 诱导CSC分化

CSC与正常干细胞相似，均处于低分化状态，具有自我更新、无限增殖能力，诱导其分化可抑制其无限增殖，促进凋亡，增加放化疗敏感性，因此，诱导CSC分化的药物也可成为CSC靶向治疗的手段之一。Zhang等[28]研究发现，骨形成蛋白4（BMP-4）在肝癌形成和肝癌干细胞中具有重要作用，高剂量的外源性BMP-4可诱导CD133+CSC分化，并可抑制其自我更新、化疗抵抗及致瘤性。You等[29]利用shRNA敲除位于20q11.22的基因BC047440，结果显示抑制BC047440不仅可以诱导CSC分化为肝细胞，还可以抑制CSC的增殖。

5 免疫治疗

CSC通过表达耐受基因及相关的细胞因子，诱导具有免疫抑制能力的细胞、细胞因子分泌，从而逃避免疫系统的识别与攻击。因此，破坏机体免疫系统对CSC的耐受状态，诱使免疫细胞特异性杀伤CSC，可成为肿瘤靶向治疗的方法之一。Todaro等[30]研究发现，将γδT淋巴细胞作用于被唑来磷酸致敏的结肠癌干细胞，γδT淋巴细胞增殖并分泌多种细胞因子（如IFN-γ、TNF-α等），同时可促进细胞毒性及凋亡分子（TRAIL和颗粒酶）产生，结果显示结肠癌干细胞数量明显减少，提示γδT淋巴细胞具有较强的CSC杀伤作用。Xu等[31]利用已凋亡的神经胶质细胞瘤干细胞作为抗原负载树突状细胞诱导特异性CD8+T淋巴细胞产生，并且IFN-γ水平与CD8+T淋巴细胞的数量呈正相关，在体外及荷瘤鼠模型中均能激发较强的抗胶质瘤干细胞CTL免疫应答，延长荷瘤鼠生存期。膜联蛋白A3（ANXA3）在CD133+肝癌干细胞中优先表达，而在非CSC中不表达，利用特异性靶标ANXA3转染树突状细胞能够诱导更多功能活跃的T细胞产生，体内外实验均证实这些效应 T细胞能够有效杀死CD133+肝癌干细胞[32]。

6 展 望

总的来说，强有力的证据已经充分证实，在多种恶性肿瘤中存在CSC或CSC样细胞，其自我更新及多向分化潜能在肿瘤的发生、发展、转移、复发及耐药过程中起着至关重要的作用，是肿瘤发生的根源。近年来，随着对肝癌干细胞生物学特性及调控机制的不断深入研究，CSC作为靶标为抗肿瘤治疗提供了新的思路，但目前CSC靶向治疗的研究仍存在诸多问题，如：（1）CSC与正常干细胞具有一些相同的表面标志物和信号传导通路，在CSC表面标志物单克隆抗体及信号通路抑制剂应用时如何避免杀伤正常干细胞；（2）肿瘤的治疗不仅要清除CSC，同样需要缩小肿瘤大小，因此，如何与放化疗等传统抗肿瘤治疗方法多靶点联合治疗以提高抗肿瘤疗效；（3）目前绝大部分靶向CSC的药物研究还处于动物体内外研究，这些药物应用于人类时的具体剂量及不良反应尚不清楚，应用于临床前还需大量的临床研究证实其安全性及有效性。相信随着肝癌干细胞生物学特性的不断阐明，针对CSC特异性靶点研发出特异性靶向药物，可使彻底治愈肿瘤成为可能。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.15.017

A

1009-5519（2015）15-2296-03

2015-01-31

2015-05-01）

重庆市卫生局医学科研重点项目（2011-1-055）。

魏元秀（1989-），女，重庆渝中人，硕士研究生，主要从事肝癌干细胞靶向治疗方面研究；E-mail：1059110386@qq.com。

高建（E-mail：g6j6@sohu.com）。