间充质干细胞对乳腺癌细胞的影响

张耀天， 韩翰

（1. 沈阳医学院基础医学院临床医学专业2016 级10 班， 辽宁 沈阳110034； 2. 生物化学与分子生物学教研室）

乳腺癌是来自乳腺终末导管和小叶上皮的一种恶性肿瘤， 发病率逐年增长， 且有年轻化趋势，是女性最常见的恶性肿瘤之一， 也是导致女性癌症死亡的最主要疾病， 给患者带来极大痛苦和困扰［1］。 间 充 质 干 细 胞 （mesenchymal stem cells，MSCs） 具有多向分化潜能、 低免疫原性， 来源广泛、 易获取， 广泛应用于器官移植、 组织工程和基因治疗等领域［2－3］。 研究表明MSCs 可在微环境的诱导下靶向性迁移到受损部位并参与受损组织的修复， MSCs 亦具有向肿瘤组织归巢的特性， 归巢到肿瘤部位的MSCs 作为参与构成肿瘤微环境的重要组分， 使肿瘤微环境发生重塑， 对整个肿瘤的生物学产生影响［4］。 本文就MSCs 在乳腺癌的肿瘤微环境中对乳腺癌细胞侵袭力的影响进行综述。

1 乳腺癌简介

2018 年美国癌症学会对全球185 个国家36 种癌症的发病和死亡人数进行了统计， 数据显示：2018 年全球乳腺癌新发病例210 万， 占全部新发病例的11.6%， 新发乳腺癌死亡病例63 万， 占6.6%； 乳腺癌在女性全部恶性肿瘤的发病率和死亡率中均居首位［5］。 虽然在全球范围内我国属于乳腺癌低发地区， 2018 年新发病例36.8 万， 占全球比17.6%， 但随着近几年居民生活节奏加快、女性生活压力增加， 我国女性乳腺癌的发病率也呈现逐年上升的趋势， 对女性的健康构成重大威胁［6］。

乳腺癌的发病原因众多， 涉及多种危险因素。大量数据分析显示， 年龄是乳腺癌的重要危险因素之一， 女性40 ～60 岁是乳腺癌的好发年龄； 女性月经初潮早（小于12 岁）， 绝经晚（大于50岁） 以及经期长（大于35 年） 也是目前公认的发病危险因素； 一些中年女性为了缓解更年期症状而过度补充雌性激素也增加了患乳腺癌的风险［7］。此外， 不健康的生活方式、 饮食习惯、 环境因素、遗传因素、 精神压力、 人工流产史等多种因素也构成了诱发乳腺癌的危险因素［8］。

乳腺癌的早期筛查对于乳腺癌的防治具有重要意义。 随着现代医学的不断进步以及居民健康意识的提高， 许多乳腺癌患者在患病初期便得以治疗， 但术后癌症的复发和癌细胞转移仍是乳腺癌患者死亡的一大重要原因。 因此， 乳腺癌的复发和转移仍是一个重大的临床问题。

2 MSCs 简介

MSCs 具有自我更新和多向分化能力， 是一种来源于中胚层的多能干细胞［9］。 这个类群的细胞概念由Friedenstein 等［10］所提出， 1991 年Caplan发现其具有向多种细胞类型分化的潜能， 首次将其称为间充质干细胞［11］。 MSCs 是多能干细胞， 主要来源于骨髓、 脂肪组织、 脐带血和牙髓［12－14］。经研究发现MSCs 具有多向分化能力、 低免疫原性、 免疫调节能力、 靶向归巢能力等生物特性［15－16］。 有研究证明MSCs 可在多种因子作用下定向趋向性迁移至损伤部位并定植［17－18］。 而肿瘤被认为是慢性炎症部位［19］， MSCs 亦具有向肿瘤部位靶向性迁移特性， 参与乳腺癌的发生发展，并在肿瘤治疗方面显示出很大潜力。

3 MSCs 在乳腺癌发生发展中的作用

Cuiffo 等［20］研究发现， MSCs 调控的miRNAs与叉头转录因子FOXP2 结合可促进乳腺癌转移；MSCs 可引起包括miRNA－199a 在内的一些miRNAs的异常表达， 从而加强乳腺癌细胞的肿瘤干细胞特性； FOXP2 是一种与表达能力和语言能力发展密切相关的叉头转录因子， 敲除乳腺癌细胞中的FOXP2 基因可促进乳腺癌细胞的增殖、 发生和转移； miRNA－199a 的升高和FOXP2 的表达下调是临床恶性乳腺癌的显著特征， 与低生存率和预后不良显著相关。 另有研究表明， MSCs 通过促进层粘连蛋白、 纤维连接蛋白和胶原蛋白纤维的沉积，增加癌细胞的增殖和侵袭［21－22］。 间质纤维连接蛋白的高表达已被证实与乳腺癌的阴性预后有关［23－26］。 在肿瘤微环境中， MSCs 还可以通过产生细胞因子， 促进肿瘤的侵袭和转移。 Antonella等［27］发现， MSCs 产生的白细胞介素－6 （IL－6）和血管内皮生长因子（VEGF） 促进了乳腺癌细胞的转移， 并且当IL－6 和VEGF 共同作用时这种现象明显增强。 McAndrews 等［28］使用3D 共培养模型来研究MSCs 对浸润性乳腺癌细胞迁移的影响， 发现与MSCs 共培养可增强乳腺癌细胞的定向迁移能力， 利用转化生长因子－β （TGF－β） 抗体去除MSCs 培养基中的TGF－β 可显著降低乳腺癌细胞的定向迁移能力， 表明MSCs 分泌的TGF－β 诱导了乳腺癌细胞的迁移。 MSCs 可表达表皮生长因子受体（EGFR）， 乳腺癌细胞可分泌包括TGF－α在内的EGFR 配体， 经TGF－α 处理的MSCs 转录组分析表明， TGF－α 可能通过刺激MSCs， 激活EGFR， 导致编码分泌蛋白的多种基因的表达发生显著变化， 可以显著促进乳腺癌的进展［29－30］。

许峰等［31］将人骨髓来源MSCs 与乳腺癌细胞系MCF－7 进行共培养后， 发现MCF－7 细胞出现梭形改变， 这意味着MCF－7 细胞的上皮间质转化能力提高； 还发现细胞周期G1／S 转化速度变快，并且细胞增殖能力明显提高， 由此推断MSCs 可能通过旁分泌促进乳腺癌细胞的迁移和转移， 提高乳腺癌细胞的侵袭力。 陈桦等［32］将人脂肪来源MSCs 与乳腺癌细胞系共培养后也得出相近的结论， 还发现共培养后乳腺癌细胞系中的miR－210表达上调， 后通过对裸鼠荷瘤模型注射miR－210抑制剂， 观察到MSCs 向肿瘤相关成纤维细胞（CAFs） 转化受到了一定程度的抑制， 并降低肿瘤生长， 表明miR－210 可能作为一个潜在的靶点参与乳腺癌肿瘤微环境中MSCs 向CAFs 的转化。

4 MSCs 在乳腺癌治疗中的应用研究

有研究表明， 沉默信息调节因子 （silent information regulaltor 1， Sirt1） 在MSCs 中的高表达， 对MSCs 的增殖分化起调节作用［33］。 吴丽娟［34］将MSCs－Sirt1 注射到4T1 乳腺癌荷瘤小鼠模型进行研究， 结果表明MSCs－Sirt1 对4T1 乳腺癌细胞的生长有明显的抑制作用， 其机制可能是MSCs－Sirt1 通过CXCL10 募集NK 细胞增强局部炎症反应从而抑制4T1 乳腺癌细胞生长。 也有研究显示， 在2D 和3D 体外模型中， 将MSCs 与乳腺癌细胞共培养时， 通过抑制P2X 介导的嘌呤能信号， 能够降低乳腺癌细胞的致癌能力和转移能力，提示抑制嘌呤能信号系统是一个潜在的治疗干预靶点［35］。

MSCs 来源的外泌体包含细胞因子、 生长因子、 mRNA 和miRNA 等， MSCs 来源的外泌体可用于癌症等疾病的无细胞治疗［36］。 Pakravan 等［37］研究发现， MSCs 来源的外泌体中富含miRNA－100，其可能通过调节mTOR／HIF－1α／VEGF 信号轴抑制体外血管生成， 从而对乳腺癌起到抑制作用。 还有学者研究发现解聚素－金属蛋白酶17－shRNA （a disintegrin and metalloprotease 17－shRNA， ADAM17－shRNA） 转染的MSCs 可显著降低乳腺癌MCF－7细胞的体外侵袭力并显著抑制ADAM17、 表皮细胞生长因子受体（EGFR） 和细胞增殖核抗原Ki－67 的表达； 还可显著降低裸鼠移植瘤的体积， 这表明MSCs 可介导ADAM17－shRNA 靶向归巢至乳腺癌并发挥抑瘤作用， ADAM17 可能是治疗乳腺癌的重要靶点之一［38－40］。 有中医学者还发现温肾壮骨方治疗乳腺癌骨转移的部分机制可能是通过减弱肿瘤微环境中的MSCs 与乳腺癌细胞之间的相互作用来实现的［41］。

综上所述， 乳腺癌的形成依赖于多种受体和信号传导通路， 伴随着一系列复杂精细的反应。MSCs 在肿瘤微环境中发挥巨大的作用， 甚至影响整个肿瘤的生物学效应。 因此了解MSCs 与乳腺癌细胞相互作用的具体机制对乳腺癌的预防及治疗具有重要意义。