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頭頸部腫瘤休眠機(jī)制的研究進(jìn)展

 外科黃文斌 2021-12-18

來源:《華西口腔醫(yī)學(xué)雜志》2018年2月第36卷第1期

作者:高曉磊1   梁新華1   湯亞玲2(通信作者)

作者單位:1.口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室  國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心   四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院頜面外科門診;2.病理科,成都 610041

[摘要]     癌癥術(shù)后患者在數(shù)年甚至數(shù)十年后可見局部復(fù)發(fā)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象,近來被人們定義為腫瘤的休眠。盡管有很多文獻(xiàn)已報(bào)道相關(guān)內(nèi)容,但腫瘤休眠及微小殘留病的生物學(xué)和發(fā)病機(jī)制仍然不清。目前,腫瘤休眠的機(jī)制大致包括3種:血管生成性休眠、免疫性休眠及腫瘤細(xì)胞的休眠。本文主要討論調(diào)控腫瘤休眠的潛在機(jī)制,重點(diǎn)探討播散腫瘤細(xì)胞(DTC)及其與周圍微環(huán)境的相互作用。此外,對(duì)殘留腫瘤細(xì)胞的再激活機(jī)制進(jìn)行了闡述,如頭頸部腫瘤模型中淋巴結(jié)內(nèi)的腫瘤細(xì)胞的再激活。

[關(guān)鍵詞]     腫瘤細(xì)胞休眠;  播散腫瘤細(xì)胞;  頭頸部腫瘤;  缺氧;  淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移

腫瘤患者術(shù)后數(shù)年或數(shù)十年的復(fù)發(fā)是導(dǎo)致腫瘤相關(guān)性死亡的最主要原因。而在頭頸部腫瘤患者當(dāng)中,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移最為常見,也是影響預(yù)后的主要因素之一。解決以上帶來的治療難題是目前腫瘤專家所面臨的最大困難。最近,臨床上觀察到腫瘤患者術(shù)后復(fù)發(fā)或發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移之前可以長期維持無癥狀狀態(tài),該類現(xiàn)象被認(rèn)為是一種腫瘤的休眠。1934年Willis[1]首次提出腫瘤休眠的概念,隨后Hadfield[2]對(duì)其進(jìn)行了補(bǔ)充,認(rèn)為腫瘤休眠是一種短暫的有絲分裂及生長的停滯。前者事實(shí)上是真正意義上的休眠,也稱為細(xì)胞性休眠,即某些腫瘤細(xì)胞的生長停滯于G0/G1/S期。而后者通常被認(rèn)為是腫瘤細(xì)胞團(tuán)塊的休眠,腫瘤組織塊中的細(xì)胞群體達(dá)到一個(gè)分裂與增殖的平衡狀態(tài)而導(dǎo)致腫瘤組織的生長停滯。并且有文獻(xiàn)[3]報(bào)道腫瘤細(xì)胞團(tuán)的休眠是通過血管生成休眠或(和)免疫性休眠機(jī)制所調(diào)控的。眾所周知,殘留的腫瘤細(xì)胞在致癌過程中會(huì)不斷地遭遇復(fù)雜的微環(huán)境,如缺氧、營養(yǎng)匱乏及化療藥物的刺激。而腫瘤細(xì)胞通過與周圍微環(huán)境的相互對(duì)話,分泌及調(diào)控自身及宿主細(xì)胞的生長代謝等生命活動(dòng),通過進(jìn)入休眠期或生長停滯期,降低生存條件以長期生存下去,并且可以逃逸宿主的免疫監(jiān)視及逃避化療藥物的殺傷作用,而在適當(dāng)時(shí)機(jī)通過某些機(jī)制再次進(jìn)入增殖期,并最終形成微轉(zhuǎn)移灶。

近20年來,作為微小殘留病的主要來源,播散腫瘤細(xì)胞(disseminated tumor cell,DTC)的表型、特征、其周圍微環(huán)境以及調(diào)控生存與休眠相關(guān)的信號(hào)通路等在大量文獻(xiàn)中有所報(bào)道。DTC通常播散至腫瘤患者的骨髓當(dāng)中,并且研究證實(shí)這些細(xì)胞大部分處于一種可復(fù)性的沉默狀態(tài)。同時(shí)也有部分腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移至外周血中,也稱為循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circula-ting tumor cell,CTC)。這類細(xì)胞可在周圍微環(huán)境作用下獲得干細(xì)胞樣特征,而獲得干性的一類CTC定義為腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cell,CSC)。休眠的DTC很有可能與腫瘤休眠存在密切關(guān)系,并且有文獻(xiàn)認(rèn)為這類細(xì)胞可能是最終微轉(zhuǎn)移灶的主要來源。然而DTC是如何在骨髓中生存及再激活形成微轉(zhuǎn)移灶尚不明確,最近研究逐漸揭示DTC在腫瘤休眠中的可能機(jī)制。

本文主要討論了腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境在轉(zhuǎn)移進(jìn)展中互動(dòng)性地調(diào)控休眠的DTC的可能機(jī)制。解釋無癥狀患者復(fù)發(fā)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的同時(shí),腫瘤休眠機(jī)制還可能為闡述頭頸部腫瘤患者高淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率、低骨髓轉(zhuǎn)移率的現(xiàn)象提供一定思路。更為重要的是,探索可能調(diào)控腫瘤休眠的分子機(jī)制,為將來新輔助治療,甚至是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)帶來了新的希望。

1   腫瘤休眠的臨床證據(jù)入標(biāo)題

關(guān)于腫瘤切除后的癌癥患者再次復(fù)發(fā)的報(bào)道最早可追溯于古羅馬時(shí)期(公元前25年—公元50年),Celsus醫(yī)生當(dāng)時(shí)注意到多種癌癥患者經(jīng)過手術(shù)治療后,即使術(shù)區(qū)愈合良好,但仍出現(xiàn)了復(fù)發(fā)甚至死亡的情況。當(dāng)時(shí)腫瘤休眠的概念尚未形成,未受到廣泛關(guān)注。直到20世紀(jì)初,麻醉的迅速發(fā)展以及更先進(jìn)的手術(shù)技術(shù),為腫瘤的根治及術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)的研究提供了巨大的幫助。1934年,澳大利亞病理學(xué)家Willis[1]在對(duì)腫瘤復(fù)發(fā)患者進(jìn)行尸檢后,指出切除原發(fā)腫瘤后并未發(fā)生局部復(fù)發(fā)的患者仍可出現(xiàn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,因此Willis提出“癌細(xì)胞”在生長停滯的組織中一定處于一種休眠的狀態(tài)。1954年,英國病理學(xué)家Hadfield[2]進(jìn)一步提出,術(shù)后5年出現(xiàn)繼發(fā)腫瘤可能是由于腫瘤細(xì)胞處于一種“有絲分裂短暫性停滯”狀態(tài)。過去幾十年中,有文獻(xiàn)[2]報(bào)道部分患者術(shù)后很長時(shí)間后復(fù)發(fā)。如盡管黑色素瘤術(shù)后10年復(fù)發(fā)的病例極少,但仍有文獻(xiàn)給予報(bào)道。如1997年的一篇報(bào)道中記錄,初始診斷單發(fā)性原發(fā)性皮膚黑色素瘤患者術(shù)后20年發(fā)生腫瘤復(fù)發(fā)情況。乳腺癌患者的研究結(jié)果顯示,術(shù)后25年仍可因腫瘤復(fù)發(fā)致死,而超過25年的患者其死亡率與普通人則無明顯差距。乳腺切除術(shù)后,且臨床無明顯轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)情況的乳腺癌患者,術(shù)后22年其體內(nèi)仍可檢測(cè)到CTC[4]。

2   休眠相關(guān)性腫瘤細(xì)胞

2.1   DTC

自從20世紀(jì)80年代至今已經(jīng)在多種腫瘤患者的骨髓中檢測(cè)到DTC。最近研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),某些DTC可長時(shí)間維持在一種休眠狀態(tài),這類細(xì)胞缺少增殖(Ki-67,增殖細(xì)胞核抗原)及凋亡(TUNEL assay,M30)標(biāo)記物的表達(dá),同時(shí)這類細(xì)胞還被證實(shí)對(duì)傳統(tǒng)的放化療耐受。越來越多的證據(jù)顯示骨髓是上皮源性腫瘤DTC歸巢的最常見器官,如乳腺癌、前列腺癌、結(jié)腸癌和頭頸部惡性腫瘤等,并且研究[5]數(shù)據(jù)顯示骨髓微環(huán)境有利于DTC維持休眠狀態(tài)及其生存狀態(tài)。并且晚期DTC與早期DTC相比,致癌能力明顯提高。目前,在臨床上一般通過骨髓穿刺獲得DTC,但由于該方法對(duì)患者的損傷性較大,臨床應(yīng)用因此而受到限制。骨髓中檢測(cè)DTC主要有兩種方法:免疫學(xué)試驗(yàn)及聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)相關(guān)分子試驗(yàn)。前者主要通過利用腫瘤細(xì)胞中蛋白質(zhì)的單克隆抗體抗原反應(yīng),如綠色熒光蛋白反應(yīng)試驗(yàn)。后者主要檢測(cè)組織特異性轉(zhuǎn)錄因子。

2.2   CTC

最近,外周血中檢測(cè)CTC正在成為提示腫瘤患者遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及預(yù)后較差的指標(biāo)之一,并且建議該項(xiàng)指標(biāo)可以應(yīng)用于乳腺癌、前列腺癌、肺癌、結(jié)腸癌及直腸癌中[6],但尚未證實(shí)其與頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)患者的預(yù)后及轉(zhuǎn)移相關(guān)性。盡管在頭頸部腫瘤患者中已經(jīng)檢測(cè)到CTC,但由于其樣本量極其有限而未能明確CTC與頭頸部腫瘤的相關(guān)性,因此常規(guī)檢測(cè)CTC尚未在頭頸部腫瘤中開展。盡管有研究認(rèn)為骨髓DTC在解釋腫瘤休眠方面比CTC更有價(jià)值,但是CTC更容易檢測(cè),并且給患者帶來較少損傷。更為重要的是這種檢測(cè)方法更具有便利性,同時(shí)可接受程度較高。CTC的檢測(cè)及富集目前主要基于其上皮細(xì)胞黏附因子以及細(xì)胞角蛋白(epithelial cell adhe-sion molecule;cytokeratin,EpCAM/CK)的表達(dá)差異。比如,AccuCyte-CyteFinder系統(tǒng)是一種依賴于細(xì)胞密度進(jìn)行分離的裝置,同時(shí)配有數(shù)字化掃描顯微裝置,該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于臨床無損監(jiān)控腫瘤患者組織樣本中CTC含量,同時(shí)還可高精確度地分離基因組學(xué)異常的單個(gè)腫瘤細(xì)胞。然而考慮到外周血中CTC濃度太低,仍需要改善目前技術(shù)方法的靈敏度以提高臨床應(yīng)用價(jià)值。

2.3   CSC

研究證實(shí),一些實(shí)體腫瘤中可檢測(cè)到CSC,包括惡性黑色素瘤、頭頸部惡性腫瘤、乳腺癌、前列腺癌、結(jié)腸癌和胰腺癌。CSC不僅預(yù)示腫瘤形成及帶瘤生存,同時(shí)也代表腫瘤侵襲性及預(yù)后差的重要指標(biāo)。目前,除CD44、CD133、ALDH以及EpCAM外[7],CD10最近被證實(shí)是HNSCC CSC的一種潛在標(biāo)記物[8]。其中,部分CTC經(jīng)歷上皮間充質(zhì)(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)改變后獲得干細(xì)胞樣特征,也稱為CSC。EMT過程導(dǎo)致CSC轉(zhuǎn)移和侵襲能力增加,同時(shí)對(duì)失巢凋亡耐受性有所提高。盡管如此,大部分此類細(xì)胞似乎不能通過間充質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化(mesenchymal-to-epithelial transition,MET)過程最終形成微轉(zhuǎn)移灶。Chaffer等[9]認(rèn)為CSC是一類具有腫瘤始動(dòng)潛力的細(xì)胞,但這類細(xì)胞可處于短暫的生長停滯階段。目前認(rèn)為,CSC的激活和休眠與其細(xì)胞自身的表觀遺傳再編輯密切相關(guān)。如部分miRNA可以參與調(diào)控多種腫瘤中CSC的自我更新及分化能力[10]。在頭頸部腫瘤的CSC中,miR-424、let-

7α、miR-6836、Mir-6873均呈低表達(dá),而miR-147b、miR-7152則過表達(dá)[11]。有研究[12]證實(shí),miRNA-34α可阻止EMT、降低乙醛脫氫酶的活性,削弱HNSCC CSC的增殖和侵襲能力等。最近一項(xiàng)研究[13]發(fā)現(xiàn),HNSCC中的應(yīng)激觸發(fā)隔代遺傳重編程(stress-triggered atavistic reprogramming,STAR)可能是調(diào)控CSC產(chǎn)生的最重要因素,甚至有人認(rèn)為HNSCC進(jìn)展高度依賴于STAR。

3   腫瘤細(xì)胞休眠的分子調(diào)控機(jī)制

腫瘤細(xì)胞休眠指某些殘留腫瘤細(xì)胞缺乏增殖及凋亡標(biāo)記物,處于一種可復(fù)性沉默狀態(tài),導(dǎo)致腫瘤組織停滯生長。本文重點(diǎn)討論腫瘤細(xì)胞與其微環(huán)境的相互對(duì)話調(diào)控腫瘤細(xì)胞的生命行為的潛在機(jī)制。

3.1   內(nèi)源性信號(hào)通路

3.1.1   促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)通路   MAPK家族是一類調(diào)控細(xì)胞應(yīng)激外源性刺激反應(yīng)的重要蛋白酶,MAPK在腫瘤形成過程中的作用十分復(fù)雜。Aguirre-Ghiso等[14]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),HEp3細(xì)胞株中呈胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)MAPK/p38 MAPK低比例,其相繼在乳腺癌、前列腺癌、惡性黑色素瘤、卵巢癌及纖維肉瘤中均得到證實(shí)[15-16],這一過程是通過尿激酶型纖溶酶原激活物及其受體(urokinase-type plasminogen activator-urokinase receptor,uPA-uPAR)復(fù)合體及細(xì)胞外基質(zhì)(如整合素α-5β---1)調(diào)控p38/ERK表達(dá)所實(shí)現(xiàn)的[17]。隨后激活后的p38通路可以通過活化p53、p16以及下調(diào)周期蛋白D1(cyclin D1)等多種途徑進(jìn)而誘導(dǎo)DTC進(jìn)入生長停滯期[16]。綜上所述,ERK/p38信號(hào)通路的平衡與腫瘤細(xì)胞的休眠密切相關(guān),并且作為調(diào)控腫瘤細(xì)胞休眠的兩種重要蛋白酶,ERK/p38比例變化可能是調(diào)控休眠細(xì)胞的潛在分子機(jī)制之一。有數(shù)據(jù)顯示,癌癥術(shù)后患者給予p38抑制劑后,其骨髓、肝臟及脾臟中DTC數(shù)量有所增加。MAPK家族的第三種主要成員—JUK通常與p38 MAPK通路作用相反,可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的增殖致癌能力。但越來越多的實(shí)驗(yàn)研究顯示活化的JNK對(duì)乳腺癌細(xì)胞的生長停滯和休眠有所幫助。此外,c-Jun氨基端激酶1/促分裂原活化的蛋白激酶激酶4(c-Jun NH2-terminal kinase activating kinase 1/mitogen-activated protein kinase kinase 4,JNKK1/MMK4)證實(shí)參與調(diào)控DTC的生命活動(dòng),并且可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞進(jìn)入短暫的生長停滯期[18]。

3.1.2   磷酸肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B,PI3K-AKT)通路   PI3K/AKT通路在調(diào)控細(xì)胞周期中的作用目前已基本清楚。Humtsoe等[19]認(rèn)為在營養(yǎng)缺乏的環(huán)境中,腫瘤細(xì)胞分泌因子形成調(diào)控PI3K-AKT通路的系統(tǒng)。PI3K-AKT通路的下調(diào)可導(dǎo)致細(xì)胞沉默及自噬現(xiàn)象,該結(jié)果在休眠的HNSCC中也得到了驗(yàn)證。研究證實(shí)抑制AKT活性可引發(fā)表皮生長因子(epidermal growth factor receptor,EGFR)自我磷酸化過程,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞進(jìn)入生長阻滯期[20]。

3.2   外源性因子

3.2.1   轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)家族   過去20年,在EMT血管生成及腫瘤細(xì)胞休眠中均發(fā)現(xiàn)了TGF-β,但其中的作用機(jī)制仍然不清。最近,潛在轉(zhuǎn)化生長因子-β結(jié)合蛋白2(latent TGF-β binding protein 2,LTBP-2)被證實(shí)可促進(jìn)鼻咽癌及喉癌中腫瘤細(xì)胞的休眠。但LTBP-2同時(shí)也增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞間的黏附,提高惡性黑色素瘤中腫瘤細(xì)胞的遷移能力,因此LTBP-2具有腫瘤特異性[21]。有報(bào)道稱,TGF-β1可能是血管生成的抑制因子,抑制腫瘤的生長,但也有研究[22]表明TGF-β1過表達(dá)與腫瘤的侵襲性和復(fù)發(fā)有關(guān)。TGF-β3與TGF-β1具有同源性,最近被證實(shí)在頭頸腫瘤中可通過誘導(dǎo)骨膜蛋白POSTN加速腫瘤細(xì)胞的生長、遷移,提高侵襲性。然而,TGF-β2可通過p38 MAPK依賴途徑誘導(dǎo)HNSCC腫瘤細(xì)胞的一個(gè)休眠表型[22],同時(shí)TGF-β誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞休眠需要酪氨酸激酶受體[23]。以上結(jié)果可認(rèn)為TGF-β家族在腫瘤進(jìn)展中作用復(fù)雜,可抑制腫瘤細(xì)胞的生長,然而在腫瘤晚期中可促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展。Wendt等[24]證實(shí)TGF-β主要是通過調(diào)控E-cad表達(dá)水平來實(shí)現(xiàn)其多功能的能力。Denys等[25]通過結(jié)腸癌模型證實(shí)腫瘤細(xì)胞在基底膜提取物(包含多種生長調(diào)節(jié)因子及其他成分)中可維持休眠狀態(tài),無增殖跡象。因此,鑒別腫瘤早晚期應(yīng)用TGF-β作為靶點(diǎn)治療,是否有利于腫瘤的治療十分重要,同時(shí)探究其他可能與TGF-β共同作用于腫瘤進(jìn)程的有效因子也同樣重要。

3.2.2   骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)   BMP7是TGF-β家族成員的一支,主要由骨髓的基質(zhì)細(xì)胞分泌。最近有研究認(rèn)為BMP7在CSC可以通過激活p38 MAPK通路誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞進(jìn)入可復(fù)性的沉默狀態(tài)[26]。研究[16]指出BMP7可能會(huì)誘導(dǎo)一個(gè)低比例的ERK/p38通路,進(jìn)而促使頭頸腫瘤中的HEp3細(xì)胞呈現(xiàn)休眠狀態(tài)。敲除BMP7受體BMPR2基因后,BMP7活性受到抑制,結(jié)果提示BMPR2表達(dá)與腫瘤復(fù)發(fā)及骨轉(zhuǎn)移呈負(fù)相關(guān)[26]。因此,在腫瘤細(xì)胞中極有可能存在一個(gè)BMPR2依賴性BMP7誘導(dǎo)的細(xì)胞休眠。另外,BMP7還可能參與腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因NDRG1的活化過程。而這一過程可能依賴p38通路,因?yàn)閜38抑制劑SB203580可以通過BMP7明顯阻止NDRG1的上調(diào)[26]。Buijs等[27]證明BMP7可拮抗Smad介導(dǎo)的TGF-β效應(yīng),提示BMP7可能會(huì)成為抑制腫瘤局部進(jìn)展和骨轉(zhuǎn)移形成的有效靶點(diǎn)。盡管如此,BMP7可能誘導(dǎo)MET,MET被證實(shí)在促進(jìn)腫瘤細(xì)胞形成微轉(zhuǎn)移灶中起到重要作用。因此BMP7可能加速腫瘤的晚期轉(zhuǎn)移過程。Hjertner等[28]發(fā)現(xiàn)BMP4也可以誘導(dǎo)骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)入生長停滯期,即G0/G1細(xì)胞周期停滯,提示BMP4可以作為一個(gè)治療的潛在靶點(diǎn)。

3.2.3   髓源性基質(zhì)細(xì)胞微環(huán)境   1978年Schofield首次定義造血干細(xì)胞(hematopoietic stem cell,HSC)微環(huán)境。HSC主要分布于骨髓中,HSC微環(huán)境被認(rèn)為是DTC生存和形成的“沃土”。最近研究證明DTC在HSC微環(huán)境中可以將HSC作為目標(biāo)并取而代之,同時(shí)建立一個(gè)轉(zhuǎn)移前微環(huán)境。在某些腫瘤類型中證實(shí)血管來源因子可調(diào)節(jié)DTC的休眠表型。如血管細(xì)胞黏附蛋白1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)可通過結(jié)合破骨細(xì)胞表達(dá)的整合素α4β1從而提高腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移侵襲能力[29]。顯然,HSC微環(huán)境不僅可以提高DTC在骨髓中的生存能力,還可能促進(jìn)DTC再激活形成微轉(zhuǎn)移灶。此外,骨髓及血管周微環(huán)境中有大量的反式維甲酸(all-trans tre-tinoin,atRA),具有調(diào)控HSC的自我更新能力。因此,部分文獻(xiàn)報(bào)道atRA可能與骨髓中其他因子共同參與到調(diào)控腫瘤細(xì)胞休眠過程當(dāng)中,如TGF-β2、BMP7等。經(jīng)atRA治療后,來源于頭頸腫瘤的增殖性腫瘤細(xì)胞中NR2F1和TGFβ2均呈高表達(dá),腫瘤細(xì)胞進(jìn)入休眠狀態(tài)[30]。

骨髓中的成骨細(xì)胞及破骨細(xì)胞也可分泌一些特定的因子來調(diào)控轉(zhuǎn)移性休眠及再激活行為。最新的研究結(jié)果證實(shí)生長停滯特異因子6(growth arrest-specific 6,Gas6)可通過Mer/mTOR信號(hào)通路調(diào)控DTC與CSC之間的轉(zhuǎn)化,即Gas6低表達(dá)環(huán)境中,腫瘤生長較迅速[31]。相反,POSTN、TGF-β1可加速腫瘤轉(zhuǎn)移形成。間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cell,MSC)位于脈管系統(tǒng)管腔表面,由于其特殊的解剖位置,當(dāng)DTC進(jìn)入骨髓后首先遇到該類細(xì)胞。DTC可以指導(dǎo)MSC釋放外泌體誘導(dǎo)部分DTC進(jìn)入休眠周期,這些外泌體中攜帶多種miRNA,如miR222/223、miR23b[32]。另外,MSC之間的一種互噬也可以作為調(diào)控腫瘤細(xì)胞休眠的特殊機(jī)制[33]。因此,在未來MSC可能成為骨髓中調(diào)控腫瘤細(xì)胞休眠的一種重要工具。

4   缺氧與腫瘤休眠

實(shí)體腫瘤中常發(fā)生缺氧現(xiàn)象,這種現(xiàn)象往往代表一部分腫瘤患者預(yù)后差、腫瘤轉(zhuǎn)移率高、腫瘤負(fù)荷較大,包括頭頸部惡性腫瘤、宮頸癌、乳腺癌等。氧張力較低的條件下,腫瘤細(xì)胞通過缺氧相關(guān)轉(zhuǎn)錄活動(dòng)獲得表型改變,而更具有侵襲性,并且易播散到遠(yuǎn)處器官。這些缺氧相關(guān)調(diào)控因子包括缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia-inducible factor,HIF)、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子、mTOR復(fù)合體1等。同時(shí)越來越多的證據(jù)證明缺氧可能通過調(diào)控腫瘤細(xì)胞維持一種休眠或生長停滯狀態(tài),進(jìn)而有利于腫瘤細(xì)胞的放化療耐受。如叉頭蛋白1(forkhead box M1,F(xiàn)OXM1)是一種細(xì)胞內(nèi)氧反應(yīng)及放射線反應(yīng)的調(diào)控因子,在HNSCC中發(fā)現(xiàn)靜止的腫瘤細(xì)胞中其表達(dá)量明顯高于增殖期腫瘤細(xì)胞[34]。以上資料提示缺氧可能是調(diào)控腫瘤細(xì)胞休眠或再激活的潛在機(jī)制之一。Msaki等[35]發(fā)現(xiàn)患乳腺癌的免疫缺陷小鼠晚期DTC中HIF-1α呈高表達(dá)狀態(tài),提示HIF-1α有利于提高DTC致癌能力。低氧環(huán)境可誘導(dǎo)休眠性MCF-7細(xì)胞中內(nèi)生性LOXL2表達(dá)升高,繼而促進(jìn)EMT,賦予腫瘤細(xì)胞干細(xì)胞樣表型,最終逃離休眠,形成微轉(zhuǎn)移灶[36]。

此外,缺氧可啟動(dòng)EMT依賴于HIF-1α通路賦予腫瘤細(xì)胞干性表型,同時(shí)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞中自噬系統(tǒng),最終可能促使HNSCC早期或放化療后的腫瘤細(xì)胞進(jìn)入短暫休眠。白血病抑制因子(leukaemia inhibitory factor,LIF)是促炎因子白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-6家族成員之一,白血病抑制因子受體(leukae-mia inhibitory factor receptor,LIFR)最近被證實(shí)是腫瘤轉(zhuǎn)移因子之一,同時(shí)也是促進(jìn)腫瘤細(xì)胞休眠因子。骨髓中的缺氧環(huán)境可以下調(diào)乳腺癌休眠細(xì)胞LIFR∶STAT3∶SOCS3信號(hào)通路,下調(diào)腫瘤休眠細(xì)胞相關(guān)基因,誘導(dǎo)DTC自發(fā)逃離休眠期,在遠(yuǎn)處器官增殖[37]。

此外,缺氧促使uPAR表達(dá)升高,后通過調(diào)控ERK/p38通路引發(fā)腫瘤細(xì)胞播散、侵襲、EMT、逃離休眠等一系列行為。然而,也有學(xué)者認(rèn)為,缺氧似乎可能通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的休眠而抑制腫瘤侵襲和進(jìn)展。如Ameri等[38]指出,腫瘤移植瘤模型中腫瘤壞死周圍組織中缺氧誘導(dǎo)基因家族成員1A(hypoxia inducible gene domain family member 1A,HIGD1A)可以獨(dú)立于HIF,促使腫瘤細(xì)胞休眠進(jìn)而提高其生存率。因此,缺氧是如何調(diào)控DTC休眠行為需要更多的研究所證實(shí)。

5   HNSCC中淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與休眠

頭頸部腫瘤患者常發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,往往帶來嚴(yán)重影響且明顯降低患者的生存率(50%)。腫瘤誘導(dǎo)的淋巴管生成逐漸被認(rèn)為參與促進(jìn)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移形成過程,包括原位復(fù)發(fā)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。Beasley等[39]在HNSCC中證實(shí)侵襲性強(qiáng)的腫瘤中淋巴管形成活躍,提示瘤內(nèi)較高淋巴管系統(tǒng)密度與頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。腫瘤淋巴管生成同樣也參與啟動(dòng)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的始動(dòng)過程。目前大量證據(jù)表明腫瘤細(xì)胞可在乳腺癌及頭頸部惡性腫瘤患者的骨髓中寄居且呈一種休眠狀態(tài)。盡管這兩種腫瘤生物學(xué)具有較大差異,但這些患者骨髓中微轉(zhuǎn)移率(30%~40%)十分類似。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以提出假設(shè):HNSCC患者的淋巴結(jié)存在一些休眠的腫瘤細(xì)胞,且這些細(xì)胞可導(dǎo)致淋巴管生成、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,甚至遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的發(fā)生。此外,頭頸部腫瘤中的隱匿淋巴結(jié)也可能由腫瘤細(xì)胞休眠所解釋。

腫瘤來源因子動(dòng)員及募集骨髓來源細(xì)胞(bone marrow-derived cell,BMDC)遷徙到轉(zhuǎn)移微環(huán)境,是臨床上經(jīng)過一段休眠期后發(fā)生瘤內(nèi)淋巴管生成及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的可能機(jī)制之一。比如,VEGF-A不僅可以直接動(dòng)員骨髓中的BMDC,同時(shí)可以通過誘導(dǎo)促炎因子(S100A8、S100A9等)及血清淀粉樣蛋白A,繼而募集BMDC遷徙到轉(zhuǎn)移灶。VEGF-C、VEGF-D同樣也可以誘導(dǎo)局部淋巴管的形成。這種腫瘤誘導(dǎo)的淋巴管生成可進(jìn)一步誘導(dǎo)瘤內(nèi)或瘤體周圍,甚者是遠(yuǎn)處器官的引流淋巴系統(tǒng)的形成。但是這類腫瘤來源因子是否可以再激活HNSCC患者淋巴結(jié)中的休眠腫瘤細(xì)胞尚不清楚。

淋巴結(jié)因其自身的解剖位置及生理特征,常常充斥著炎性環(huán)境。最近De Cock等[40]對(duì)炎性微環(huán)境調(diào)控休眠DTC的可能機(jī)制進(jìn)行了初步探索。他們指出Zeb-1依賴性信號(hào)通路可調(diào)控腫瘤細(xì)胞逃離休眠期,Zeb-1是一種EMT的重要調(diào)控因子,由此猜測(cè)其他炎性因子可能具有類似的促腫瘤細(xì)胞再激活的作用,該機(jī)制在頭頸部腫瘤中可能具有重要作用。

最近有研究顯示CSC通過直接分化成為淋巴內(nèi)皮細(xì)胞,并產(chǎn)生多種淋巴管生成性因子,從而有利于腫瘤誘導(dǎo)的淋巴管生成過程。因此,探索引流淋巴結(jié)和轉(zhuǎn)移灶中的腫瘤休眠機(jī)制可能提高頭頸部腫瘤患者的預(yù)后及生存率。比如通過靶向這些腫瘤來源因子驅(qū)動(dòng)淋巴結(jié)中的腫瘤細(xì)胞進(jìn)入休眠期,或滅活播散的腫瘤細(xì)胞,可能成為一種有效的新輔助治療。同時(shí)這種治療方法也可作為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的一部分發(fā)揮作用,甚至頭頸部腫瘤治療中預(yù)防性頸淋巴清掃的必要性也需要重新評(píng)估。

6   展望

目前廣泛認(rèn)為休眠相關(guān)性腫瘤細(xì)胞是引發(fā)腫瘤轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)的主要來源,包括DTC、CTC、CSC。大量證據(jù)證實(shí)這種細(xì)胞絕大多數(shù)可暫時(shí)性甚至永久性處于沉默狀態(tài)。值得注意的是,5-氟尿嘧啶作為化療的主要藥物,最近被證實(shí)可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞進(jìn)入休眠期,同時(shí)增加CSC負(fù)荷,這些細(xì)胞反過來可耐受化療。此外,針對(duì)于管樣乳腺癌的激素療法同樣也被證實(shí)可促進(jìn)CSC數(shù)量的增加,CSC反過來又會(huì)耐受激素治療。因此目前亟待明確某些化療藥物的副作用。

本文討論了調(diào)控腫瘤相關(guān)的內(nèi)源性外源性分子機(jī)制,并總結(jié)了一些可能的治療靶點(diǎn);同時(shí)也涉及腫瘤細(xì)胞與其微環(huán)境之間的相互作用。此外,還做出了HNSCC中淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與腫瘤休眠相關(guān)的假設(shè)。

腫瘤細(xì)胞休眠機(jī)制為腫瘤復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移提供新的思路,同時(shí)對(duì)指導(dǎo)腫瘤患者臨床治療方案具有重要意義,徹底消除休眠腫瘤細(xì)胞還是維持腫瘤細(xì)胞休眠狀態(tài)從而長期帶瘤生存?然而僅僅維持腫瘤休眠是不能達(dá)到完善的治療效果,更需要探究抑制休眠腫瘤細(xì)胞生存的治療方法。如EI Touny等[41]提出,Src與MEK抑制劑聯(lián)合使用可以預(yù)防乳腺癌患者的復(fù)發(fā)。綜上所述,鑒別調(diào)控腫瘤細(xì)胞休眠的重要因子對(duì)未來探究新的靶向治療提供新的依據(jù),甚至腫瘤細(xì)胞的休眠可能成為腫瘤治療中的“特洛伊木馬”,最終攻陷腫瘤。


[參考文獻(xiàn)](略)

詳見《華西口腔醫(yī)學(xué)雜志》2018年2月第36卷第1期

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