周细胞在血管生成及抗肿瘤治疗中的价值*

陈 卓 综述,许新华 审校

(1.三峡大学第一临床医学院肿瘤科,湖北宜昌 443003；2.三峡大学肿瘤研究所宜昌市中心人民医院肿瘤科 443003)



·综 述·

周细胞在血管生成及抗肿瘤治疗中的价值*

陈 卓1综述,许新华2△审校

(1.三峡大学第一临床医学院肿瘤科,湖北宜昌 443003；2.三峡大学肿瘤研究所宜昌市中心人民医院肿瘤科 443003)

周细胞；肿瘤；血管生成

周细胞广泛分布于全身毛细血管和微血管管壁，紧贴于血管内皮细胞外。周细胞与血管平滑肌细胞相延续,与内皮细胞一起构成成熟的血管结构。同时，周细胞还参与血管的新生，研究发现周细胞在维护血管稳定、协调内皮细胞功能、调节血管直径及血流量、合成并释放基底膜和细胞外基质的结构物质、调节免疫活动等多种生理活动中发挥重要作用，周细胞及其相关信号将是抗血管治疗的重要靶点[1]。现将周细胞在血管生成及抗肿瘤治疗中的作用综述如下。

1 周细胞募集的信号调节

在血管生成过程中，由内皮细胞形成的新血管腔需要募集周细胞和平滑肌细胞从而为血管提供一个理化环境的支持。周细胞对血管的成熟稳定起着至关重要的作用，但是许多因素可影响周细胞的募集与覆盖。已有研究显示，下列信号分子或通路在周细胞募集过程中发挥着重要作用。

1.1 血小板衍生生长因子(PDGF)/PDGFR-β PDGF/PDGFR-β是一种参与调节细胞扩散、迁移、生存及VEGF表达的重要信号分子,在周细胞募集中发挥着不可替代的作用。研究证实，PDGF或PDGFR-β表达的缺乏可致血管外周细胞的缺失[2]。PDGF常常由活化的血管内皮细胞释放，PDGF可与周细胞上的PDGFR-β结合继而诱导周细胞的增殖和迁移[3]。然而，PDGF/PDGFR-β调节周细胞募集的具体机制仍不十分明确。Hamdan等[4]发现肿瘤诱导的PDGF-BB可诱发内皮细胞SDF-1α的表达，而SDF-1α参与周细胞的迁移和分化，进一步研究发现，SDF-1α/趋化因子CXC亚家族受体(CXCR)4信号对PDGF-BB诱导的周细胞募集有促进作用。肿瘤细胞分泌的PDGF-B也可通过NRP-1信号加强间充质干细胞-周细胞转换及细胞募集[5]。

1.2 血管生成素(Ang)-1、Ang-2及其受体Tie2 Ang-1作为重要的血管调控因子，可由血管平滑肌细胞和周细胞产生。Ang-1可绑定于Tie2受体，而Tie2可在血管内皮表达，通过Ang-1/Tie2信号参与维护新生血管的成熟和稳定。研究发现Ang-1可促进一些内皮细胞依赖的生长因子的释放，如转化生长因子β(TGF-β)、PDGF-B从而参与周细胞的募集[6]。同时，作为调节周细胞运动性的调控因子，肝细胞生长因子(HGF)被发现可通过Ang-1/Tie2信号上调其表达进而调节周细胞的运动[7]。Ang-1/Tie2可作为周细胞募集的重要辅助信号。此外，内皮细胞可产生Ang-2，它通过竞争性结合Tie2拮抗Ang-1的作用。研究证实Ang-2/Tie2可诱导内皮细胞与周细胞之间的接连疏松，降低周细胞的覆盖[8]。

1.3 TGF-β TGF-β是血管发展中不可缺少的调控因子，TGF-β活性的缺失将导致血管系统的异常，包括周细胞覆盖的缺乏、血管的扭曲和血管易出血。研究发现TGF-β的释放与周细胞标记分子肌动蛋白α(α-SMA)的表达密切相关，α-SMA与NG2/desmin表达转换的调控依赖于TGF-β的水平[9]。TGF-β通过结合不同的TGF-β受体产生不同的细胞效应。不同TGF-β受体的活化素受体样激酶 (ALK)如ALK1和ALK5可表现出不同的细胞效应：ALK1促进细胞的募集而ALK5诱导细胞静止[10]。Zhu等[11]发现下调ALK1信号和增加ALK5活性可干扰内皮细胞的增殖、迁移和分化，扰乱血管平滑肌细胞的募集和分化。Chen等[12]研究显示即使在血管内皮生长因子(VEGF)作用后，ALK1的缺乏也可导致血管完整性的损伤和周细胞覆盖率的降低。此外，TGF被发现还可促进单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)的分泌，而 MCP-1参与壁细胞的募集，故TGF可能通过此方式诱导周细胞向血管内皮迁移[13]。

1.4 SIP SIP是一种可通过G蛋白耦合受体(EDG)调节细胞间信号的分泌鞘脂类分子，它在调节内皮细胞和壁细胞的增殖、迁移及细胞间作用中发挥作用。SIP可绑定于5种G蛋白耦合受体即SIP-1～-5，通过结合不同受体SIP在血管发展中表现不同作用。研究发现SIP-1可以调节细胞外基质，调控内皮-壁细胞间作用，从而增强内皮细胞与周细胞间的连接[14]。与之相反，激活SIP-2依赖信号，SIP可下调PDGF-BB诱导的细胞迁移[15]。同样的,Du等[16]证实抑制SIP-2可以提高壁细胞的募集,而诱导产生促血管因子如TGF-β，VEGF-A可能是其原因之一。

1.5 基质金属蛋白酶(MMP) MMP作为降解细胞外基质和基底膜的重要调节分子,可由血管平滑肌细胞及周细胞表达。研究表明,血脑屏障中MMP-9主要由大脑周细胞产生，并且周细胞诱导的MMP-9可启动周细胞的迁移[17]。许多机制可能参与MMP对周细胞募集的调节：通过降解细胞外基质直接促进周细胞的浸润；通过调节细胞外基质刺激周细胞的增殖；通过释放一些生长因子(如VEGF)活化周细胞；协助血管生成相关信号等[18]。

2 周细胞在血管生成中的作用

在血管生成的初始阶段,内皮细胞通过增殖迁移形成新生管腔，这不仅需要降解血管基底膜，还需要周细胞和内皮细胞的分离。周细胞可通过分泌VEGF刺激周细胞-内皮细胞分离。但是这些新形成的管腔的基底膜不成熟，所以，需招募如周细胞等其他血管成分促进其稳定和成熟。

内皮-周细胞间作用可为血管生成提供适宜条件。除分泌VEGF促进内皮细胞的生存和迁移外，Franco等[19]还发现周细胞可诱导肿瘤中内皮细胞表达抗凋亡蛋白Bcl-w从而抑制内皮细胞的凋亡。此外，VEGF等血管调控因子可诱导周细胞表达MMP，为内皮细胞的迁移提供条件。与此同时，内皮细胞可表达PDGF，它可促进周细胞的募集从而进一步刺激内皮-周细胞间作用。有趣的是，有研究发现PDGF和VEGF在血管生成中具有相反作用[20]。最可能的解释是，在早期VEGF发挥主导作用，而较后期将表现出PDGF调节作用。

当血管生长到足够程度后，内皮细胞的增殖将被抑制从而维护新成血管的稳定，周细胞在其过程中发挥作用。周细胞参与Ang-1的产生，而通过Ang-1/Tie2可抑制内皮细胞的活动从而促进血管的稳定。而内皮细胞和平滑肌细胞可表达Ang-2，对抗Ang-1的作用从而引起内皮细胞的不稳定和周细胞的缺失。Wakui等[21]发现Ang-2和VEGF在血管生成的初始阶段升高，而在成熟期则表现Ang-1相对增强和VEGF表达水平的降低。在LPA诱导的血管退化模型中，研究发现周细胞可通过加速LPA的新陈代谢诱导内皮细胞管腔的稳定,在周细胞的参与调节下，完整的结构支持和适宜的生理调控将促进维护血管的成熟稳定。

3 周细胞在肿瘤发生、发展中的作用

不同于正常血管，肿瘤血管常常呈现不成熟的血管表型：异常的基底膜、异常的细胞连接、血管通透性增加等，使得有利于肿瘤细胞的浸润和转移。周细胞覆盖的减少和内皮-周细胞间作用的异常是其原因之一，周细胞是肿瘤发展的重要调节因子。

乏氧是肿瘤快速生长中常见的现象，研究证实乏氧会诱导产生一系列生长因子如VEGF、Ang-2和MMP。在低氧刺激下，周细胞可以通过缺氧诱导因子(HIF)信号分泌VEGF从而促进肿瘤血管的发展。乏氧可刺激周细胞相关Ang-2和MMP的表达，诱导血管不稳定性和内皮渗透性的增加，进而为血管新生和肿瘤生长提供条件。

转移是导致患者死亡的一个重要原因，而肿瘤血管周细胞覆盖异常是促进转移的重要因素之一。周细胞的缺乏使得肿瘤血管结构不完整，从而增强肿瘤细胞进入血循环的能力。相比前列腺癌细胞LNCaPs，更强侵袭性的LNCaP-19亚型细胞具有更低的周细胞覆盖；周细胞的缺乏与肿瘤患者不良的预后存在密切联系。Keskin等[6]通过对早期(非乏氧)和晚期(乏氧)肿瘤中周细胞的检测，发现在早期阶段，PDGFR-b+周细胞的损耗可降低肿瘤的转移，而在晚期则增强转移。在早期阶段,周细胞的缺失可影响血管功能从而干扰肿瘤生长的氧供给，导致肿瘤生长受限、降低转移发生；随着周细胞缺失的加重，血管渗透性进一步加大，又为肿瘤转移提供条件。

此外,周细胞被证实参与免疫调节从而影响肿瘤进展。研究发现，恶性胶质瘤相关的周细胞可以抑制T细胞的增殖；Bose等[1]研究表明，肿瘤相关的周细胞对CD4+T细胞的活化和增殖有抑制作用，其能增强CD4+CD44+T细胞对Ag无效应达。

4 周细胞为靶点的抗肿瘤治疗

抗血管治疗是肿瘤治疗中的重要方式，周细胞和血管内皮细胞、VEGF一样，都是有效的反腐抗血管治疗靶点。一方面，恢复肿瘤血管中周细胞的覆盖可以诱导血管的正常化。通过正常化血管，血管孔隙压和渗透性得以恢复,血流灌注和氧供将提高从而增强放化疗疗效，血管正常结构的恢复还可能降低肿瘤细胞进入循环系统，抑制转移。在PDGF-BB超表达的结直肠癌和胰腺癌小鼠模型中,McCarty等[22]观察到周细胞覆盖率增加、肿瘤生长显著被抑制,而给予甲磺酸伊马替尼(PDGFR抑制剂)后,肿瘤生长将提高，周细胞总量也会下降。此外，调节内皮-周细胞间作用也是治疗的一个重要方式。Nasarre等[23]发现肿瘤在Ang-2缺陷小鼠中的生长慢于野生型小鼠，并且，Ang-2缺陷小鼠中的肿瘤微血管具有更丰富、更成熟的周细胞覆盖。但值得注意，肿瘤生长的差异发生在肿瘤生长的早期。Tobia等[14]发现通过抑制Ang-2，可诱导周细胞的募集，降低肿瘤的生长。另一方面，高数量的周细胞覆盖与不良的预后存在相关性。周细胞可产生VEGF刺激内皮细胞的生长和迁移，从而在VEGF表达下降时维护内皮细胞的生长，即周细胞可能诱导抗血管治疗(靶向VEGF/VEGFR)抵抗。抑制周细胞募集和干扰内皮-周细胞间作用可能通过抑制新肿瘤血管的形成、降低肿瘤血供从而提高抗肿瘤疗效。研究发现,伊马替尼通过抑制PDGFR-b1周细胞的功能调节血管生成，可显著抑制淋巴瘤的增长[24]。联合应用抗VEGF和抗PDGF-B/PDGFR-β药物抑制肿瘤生长已在许多试验中得到证实。相对于单一抑制VEGFR或PDGF-β，同时抑制VEGFR/PDGFR-β表现出更多优势。在一个为期12个月的3期临床试验中,Raymond等[25]发现相较于安慰剂组，每天给予37.5mg舒尼替尼(VEGFR和PDGFR-β抑制剂)可以改善胰腺神经内分泌肿瘤患者的无进展生存期、总生存期和客观缓解率,舒尼替尼在肝癌治疗中也有疗效。此外，Grothey等[26]还发现瑞格非尼对VEGFR抑制剂治疗失败的结直肠癌患者有一定疗效。

周细胞通常覆盖在内皮细胞间接连处外，使得内皮-周细胞形成一个物理屏障来抵御肿瘤杀伤因子如免疫细胞、化疗药物。周细胞可上调黏附蛋白和N-钙黏蛋白等多种分子的表达；周细胞诱导的Ang-1还可上调紧密连接蛋白(ZO)-1和occludin的表达，即周细胞可增强血管屏障功能。因此,抑制周细胞降低血管屏障可能使得肿瘤杀伤因子更容易到达肿瘤区域。Ruan等[27]发现伊马替尼在抑制淋巴瘤增长时,不仅影响周细胞的覆盖,还降解肿瘤间基质的作用。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.29.042

湖北省自然科学基金资助项目(2011CDB330，2014CFB312)；湖北省卫生厅科研基金资助项目(JX4B52)。 作者简介：陈卓(1989-)，在读硕士，主要从事鼻咽肿瘤基础与临床研究。△

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