结肠癌干细胞的研究概况

张静　安丽萍　郭笑　杜培革

【中图分类号】R332 【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851（2018）02-0-01

1 CC的发生发展概况

结肠癌早期症状不明显或与消化道炎症类似，大部分患者在发现时都已是中晚期，每年有120万例结肠直肠癌患者，年死亡率超过60万，全球累积发病率为9.4%且死亡率高居恶性肿瘤死因第二位[1]，结肠癌占所有转移性卵巢肿瘤的37%-45%，转移性癌症尚无已知治愈方法，5年生存率仅约10%。除此之外，标准抗癌治疗的无效性内在归因于其具有干样特性的相对罕见、高度耐药、静止或缓慢增殖的细胞的存在：即结肠癌干细胞（CSC）[2]。

目前认为肿瘤是具有分层细胞组织的复杂的异质器官样系统，而不是简单的均质肿瘤细胞的集合。具有干细胞样特性的肿瘤细胞已经在所有主要的人类癌症中被检出[3]。此前的共识是任何分裂细胞会产生两个相同的子细胞，所有细胞的组分平均分布；然而干细胞具有双重潜力，即自我更新的能力和在成熟的不同阶段产生所有异质质粒的祖细胞的能力，其机制目前尚不清楚。但正常干细胞和CSCs具有不对称分裂的能力却越来越明显，它们会产生具有不同DNA和染色质遗传、中心体组成、发育潜力、大小、蛋白质含量等的两种细胞[4]。这有可能是CSCs出现抗药性或耐药性的重要原因。

导致结肠癌的事件的序列由Vogelstein提出如下[5]：在结肠息肉中缺乏（APC）→增生性息肉；低甲基化→管状腺瘤；K-ras突变→管状绒毛膜腺瘤；在结肠癌中缺失（DCC）→绒毛腺瘤；p53突变→腺癌。在每个阶段，基因呈顺序突变，并不断积累，每一个时期均有特异性的分子事件发生。尽管这些细胞的分子机制过程仍然不完全清楚[6]，但我们仍期望从CSCs或某一类CSCs不同于正常人体细胞的分子途径中发现其必要的分子事件来确定结肠癌的治疗靶点，加以合理精准的用药，从而达到“精准医疗”，即在最大限度地治疗结肠癌患者的基础上，使其受到最小的来自疾病和治疗上的伤害。

2 CSC的相关因素

2.1 肿瘤起始细胞的异质性

肿瘤起始细胞是否是干样的和它们是否在不同的癌症中代表同源细胞表型是CSC研究的两个主要问题[2]。越来越多的证据表明CSCs可能代表在不同癌症亚型甚至相同亚型肿瘤中的表型异质群体。由于缺乏CSC表面的独特标记且相关生物学知识不足，所以癌症特异性CSCs的分离仍然是一个问题。由于结肠肿瘤可由CD133+ 和CD133-细胞诱导，因此可将CD133作为CSC标志物。随着CSC研究的不断深入，也有研究认为可将CD44作为CSC标志物。且CD44可与MMP-9相互作用，从而提高肿瘤的侵袭能力。但CD133和CD44的作用是否同等重要目前仍不清楚[2]。

2.2 影响CSC的相关因子

研究表明，miRNA可以通过负性调控上皮间质转化（Epithelial - to - mesenchymal transition， EMT）相关基因的表达，调节癌细胞的转移。EMT是导致肿瘤发生侵袭和转移的关键因素，而转移是导致结肠癌预后不良的关键问题。由于一个或几个miRNA分子可以调节多个或一个靶基因的表达，所以，理论上调节一个靶向miRNA就可以有效干预肿瘤EMT表达。但是由于结肠癌EMT分子机制未明，所以至今只有少数miRNA被证明与结肠癌EMT有关。miR-185的直接功能靶基因是间质交互分子1（STIM1），对结肠癌细胞的侵袭和迁移起抑制作用，可逆转 EMT 表型。抑制mi R-21表达也可降低结肠癌侵袭转移能力[7]。此外，miR-449b、miR-18a、Hasmi R-139、miR-101都与结肠癌增值、侵袭和迁移有关[8-10]。

p53 是一种肿瘤抑制基因，位于人类17 号染色体短臂（ 17p13. 1），p53基因分为野生型和突变型。正常情况下，p53基因可减慢或监视细胞分裂，在结肠癌组织中，其蛋白表達与Bcl-2蛋白阳性表达正相关，这表明这两种凋亡相关蛋白可能对CC的发生发展起一定的协同作用，Sun等认为也可将Bcl-2作为CC早期诊断的分子标志物。野生型 p53 参与细胞生长周期调控、细胞转化调节、DNA 复制、诱导细胞程序性死亡。众多实验证实，p53 基因异常在结直肠癌中很常见。

RANBP2基因是RANBP2-RANGAP1复合物的一部分，由多个结构域组成。可编码大的RAN结合蛋白，定位从核孔复合体发出的细胞质丝。在着丝点和着丝点纤维相互作用、通过其亲环蛋白样结构域和SUMO连接酶E3结构域调节着丝点功能中起重要作用。RANBP2抑制或敲除可造成BRAF样CSCs的有丝分裂缺陷（包括主轴缺陷），从而致其死亡。BRAF是RAS下游的RAS-RAF-MEK- ERK激酶途径的蛋白激酶。V600E是BRAF基因最常见的突变点，而BRAF样CSCs存在于约20%的CRC患者中，且对CRC预后有负面影响，特别是转移性癌症。这一结果的验证对至少20%CRC患者的预后是极其可观的。

2.3 CC肿瘤血管的形成

肿瘤的发生发展与其微环境息息相关，肿瘤组织血管生成生长因子，当其持续高水平释放时引起新生肿瘤血管快速出现，并持续性生长。肿瘤血管新生为其提供营养和能量，且与周围正常血管共生。这也是目前“饥饿疗法”收效甚微的原因之一。血管内皮生长因子（VEGF）几乎参与血管生成的全过程，而结肠癌患者的VEGF水平高于正常人，Cascijnu等的研究表示VEGF表达可预测大肠癌病人有无复发。VEGFR是上皮生长因子（EGF）细胞增殖和信号传导的受体，其突变或过表达也会引发肿瘤。EGFR和VEGF抑制是CC靶向治疗中最有希望的化疗药物。且其Ⅱ期和Ⅲ期临床试验，均显示具有较好的临床效果。

3 结语

在正常和恶性组织中，干细胞具有独特的生物学性质，包括无限的自我更新、不对称分裂、多功能性和抗药耐药性。CSC的研究正在迅速演变，但许多问题任何未得到解决。在今后的工作中，我们可在对CSCs和CSC相关信号通路研究的基础上，利用大数据进行信息分析，达到老药新用，多药联用以解决CSC问题。

參考文献

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