结直肠癌干细胞相关标记物Lgr5的研究进展

钮仕琦 刘昆 张娜 贾彬（通讯作者）

（1山西医科大学 山西 太原 030001）

（2山西医科大学第二医院 山西 太原 030001）

结直肠癌在全球范围内都有着较高的发生率，且美国癌症学会数据表明，晚期结直肠癌患者的5年生存率仅为13%[1]。Lgr5（富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体5）多表达于肠道的隐窝柱状上皮细胞中，其阳性表达的细胞数约占总数的6%，在肝癌、卵巢癌等癌组织中也有表达,是一种目前研究较为深入的结肠癌干细胞标记物。Lgr5肿瘤标记物作为G蛋白偶联受体家族的一员，在人类胚胎和脏器的形成发育过程中起到重要的作用；今年来的研究发现它在结直肠癌组织中过度表达，是一种结直肠癌干细胞标记物，密切参与结直肠癌细胞增殖、分化和转移等过程，在肿瘤的发生、发展及转移中起到了关键作用。目前对于Lgr5在细胞信号表达和传导方面的的研究较为丰富，以下将对Lgr5与肿瘤的关系、治疗及面临的难点进行阐述。

1.Lgr5在细胞生物学水平上对结直肠癌细胞的影响

1.1 Lgr5在细胞分子学方面研究的进展

Lgr5在正常的肠腺细胞中是一种正常的干细胞标记物，经过Wnt/β-catenin信号传导通路相应的激活配体蛋白激活，可以转换为癌症细胞的促癌标记物，然而，敲除干细胞中Lgr5后，对Wnt/β-catenin信号传导通路和相应的细胞增殖没有影响，说明Lgr5标记物可以被Wnt/β-catenin信号传导通路激活并产生促癌作用，但不是其必须的信号标记物[2]。Lgr5标记物浓度水平对GTP酶激活蛋白1有着重要的调节作用，而其是细胞肌动蛋白和细胞黏附中Rac1/CDC42蛋白结构里GTP酶的感受器，故在结直肠癌细胞中高水平表达的Lgr5标记物可以增强肿瘤的侵袭性和加快肿瘤细胞的远处转移。目前Lgr5在细胞分子学方面的详细机制尚不十分清楚，大多局限在细胞信号传导层面，未来还需深入探究。

1.2 Lgr5与细胞微生态对结直肠癌细胞的影响

肿瘤细胞生长受到周边微生态环境的精确调节，研究[3]显示，在Lgr5阳性表达的结直肠癌干细胞中，抑制干细胞中的线粒体或抑制其周围潘氏细胞的糖酵解过程，可以对肿瘤的繁殖起到强烈的抑制作用。进一步研究发现，其周围潘氏细胞通过糖酵解作用持续为肿瘤细胞提供乳酸，强化其线粒体的氧化磷酸化作用，对肿瘤的增殖及转移有着极大的促进作用。所以细胞周围微生态环境对肿瘤的增殖也有重要作用。

1.3 Lgr5具有的增殖分化能力对结直肠癌的影响

对结直肠癌细胞中Lgr5阳性表达的干细胞克隆进行谱系追踪研究[4]显示，它具有自我繁殖更新并产生异型分化细胞的能力，证明了其对癌细胞的快速增殖和肿瘤的分化分期上起到重要作用。与此同时还发现，在正常的肠上皮细胞受到损伤后，如结肠的炎性病变，也可以发现Lgr5阳性干细胞的早期祖细胞对受损组织再生起到积极的促进修复作用，说明了Lgr5阳性干细胞无论癌变组织中还是正常的肠上皮细胞中，都具有促进细胞增殖分化的功能，但正常的Lgr5阳性干细胞是如何由转化为肿瘤干细胞的过程还有待进一步深入研究。

2.Lgr5的促癌作用在大样本统计学调查方面的进展

一项针对Lgr5阳性表达病人与结直肠癌相关性的Meta研究[5]分析中显示，在符合8项纳入标准的2193名病人中，Lgr5和结直肠癌的淋巴结转移(OR=2.248,95%CI=1.205–4.192,P=0.011)，肿瘤的远处转移(OR=3.872,95%CI=2.792–5.370,P＜0.001)和TNM分期(OR=3.264,95% CI=1.731–6.155,P＜0.001)有直接的相关性，Lgr5的过度表达在统计学意义上与结直肠癌患者总体生存率呈显著的相关性。这项研究提示，Lgr5可作为一项预测癌症病人预后的一项指标，也可以作为结直肠肿治疗的新靶标。国内有学者[6]应用免疫组化方法检测145例不同病理类型标本中大肠癌干细胞中Lgr5标记物的表达，分析研究其与大肠癌发生、发展和预后的联系，结果显示Lgr5标记物在大肠癌组织中的阳性率高达95.65%，明显高于正常的肠粘膜细胞以及炎性增生性息肉中Lgr5的表达率16.12%（P＜0.05）。

3.Lgr5在临床诊断和靶向治疗新方案方面的进展

最近，利用肿瘤干细胞标记物检测循环血液中的肿瘤干细胞受到了广泛关注[7]。相关实验结果显示，结直肠癌患者中Lgr5表达水平显著高于与健康对照组，这项临床检测成果可能在未来的临床检测中得到应用。研究肿瘤干细胞标记物的另一个重要目的就是将其应用于精准的靶向治疗方面，以期求得低毒、高效的杀灭肿瘤细胞。“抗体药物偶联物（ADCs）”是一种利用Lgr5标记物精确治疗治疗结直肠癌的新方法[8]，ADCs通过与Lgr5抗体相偶联，与对应抗原表达细胞结合，通过胞吞作用将ADCs内含有的细胞毒性药物完全的运送至肿瘤细胞内，起到靶向高效的灭瘤作用，且对正常组织细胞的损伤很小。这种靶向治疗方法具有特异性高、针对性强、毒性作用小的特点，是对Lgr5标记物临床前期应用的一个新突破。

4.Lgr5标记物研究面临的难点

虽然目前关于Lgr5的研究已取得不小的进步，但仍有以下几个有待解决的难点，（1）Lgr5的细胞分子水平的机制尚未被系统阐明；（2）对于Lgr5标记物的起源细胞还没有完全确认；（3）Lgr5标记物检测对于临床上检测结直肠癌的复发及转移的应用价值有待进一步提升；（4）因Lgr5在少数正常组织干细胞中也有表达，安全有效的特异性杀灭肿瘤细胞而不伤及正常组织，是一个在靶向治疗过程中需要解决的问题。

5.结语

Lgr5肿瘤干细胞标记物的发现和相关研究的不断发展，对于结直肠肿瘤的诊断和防治复发转移等方面有着积极且重要的意义。虽然目前对于Lgr5标记物的认识尚不十分透彻与深入，但目前大量的基础研究和临床调查已经明确其在肿瘤发生及发展中的促进作用，未来前景十分广阔，相信在不就的将来，针对性的干细胞标记物靶向治疗彻底治愈结直肠癌的日子离我们不会遥远。

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