乳腺癌干细胞的研究进展

　　1乳腺癌干细胞的起源　　干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞。1959年，Makinc等】首次提出肿瘤干细胞，是肿瘤组织中存在的少量癌细胞，具有自我更新、增生和分化潜能，它们在肿瘤的发生、发展、复发和转移中起着重要作用。Clarke等2首次成功地从人类乳腺肿瘤中分离出了肿瘤干细胞2002年，T.odIC等3把乳腺癌患者乳房切除手术后的标本制成单细胞悬液，经流式细胞仪筛选出表达CD44,1338.1,ESA的细胞，扩增后注人NOD/SCTD小鼠体内，小鼠长出了肿瘤，证明这部分细胞具有肿瘤源性2乳腺癌干细胞标志物及其意义2.1CD44'/CD24一/IowAl-Hajj等4在乳腺癌细胞异种移植裸鼠模型中发现只有少数细胞具有致瘤性，通过流式细胞术分选出不同类型的乳腺癌细胞，并认为表达CD44十/CD24-"0`vLin一的细胞具有肿瘤干细胞的特性)随后，Kondo等5在人乳腺癌MCF-7细胞株中分选出类似的肿瘤干细胞。CD44是细胞表}}I最重要的透明质酸受体，透明质酸通过与CD44相互作用促进细胞移动，诱导信号转导，导致肿瘤的发生发展CD24是细胞表面蛋白质载附分子，对趋化因子受体CXCR4具有负调节作用，而CXCR4与乳腺癌的转移有关。研究还发现,乳腺癌组织中表达CD44+/CD24到°w的细胞与远处转移相关,同时还可以提高肿瘤的血管密度。　　2.2乙醛脱氢酶1　　乙醛脱氢酶1(ⅢdehydCdchydrogenasc1,ALDH1)是醛脱氢酶家族成员,在干细胞分化中发挥作用,同时也是乳腺癌干细胞表面标志物。Tan等运用免疫组织化学的方法观察108例经过新辅助化疗的乳腺癌患者ALDH1表达情况,结果发现,残留细胞ALDH1的表达增加,这表明表达ALDH1的细胞对化疗不敏感,可能是乳腺癌复发的根源。　　estier等[9]发现,ALDH1阳性的乳腺癌细胞致瘤性比ALDH1阴性的强,同时表达ALDH1和CD44+/CD24/Low的肿瘤细胞致瘤能力比单一表达的更强。另外,Ma内d等[10J运用免疫组织化学方法观察ALDH1和BRAC1的表达情况,结果发现,ALDH1的表达和BRAC1呈负相关。　　2.3CD55不日CD133　　CD55是一种糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白,它能调节补体激活途径。Xu等[11]发现,高表达CD55的乳腺癌细胞具有更高的克隆性和更强的凋亡抵抗性,并且具有一定的分化能力,推测CD55可能是乳腺癌干细胞的标志之一。表达CD55的乳腺癌的患者预后不良。　　CD133也称作p∞而nin1,是一种戊淀粉跨膜糖蛋白,在乳腺癌干细胞迁移及不对称分裂中起一定作用。研究表明,CD1“与肿瘤大小、分级、淋巴结转移及血管生成拟态有关。　　2.4整合素Ca⒒如等　　1+在分离培养MCF-7人类乳腺癌细胞时发现表达整合素α6(Intcgrin-α6,ITGA6)阳性的细胞亚群,该细胞亚群具有很强的自我更新能力;建立免疫缺陷小鼠模型时,仅注入1OO0个该细胞便可导致小鼠发生乳腺癌,而敲出ITGA6基因后,该组细胞生长速度明显减慢;并认为rGA6是乳腺癌干细胞亚群固定表达的蛋白,且与其生长扩增有关,可作为识别该亚群乳腺癌干细胞的标志。　　3乳腺癌干细胞与乳腺癌的疗效　　3.1乳腺癌干细胞与化疗　　乳腺癌干细胞因其细胞表面高表达乳腺癌抵抗蛋白BCRP和结合三磷酸腺苷的盒型转运体(ATP BindingCassetteetransportcrs,简称ABC转运体),能将化疗药物泵出细胞,从而被认为具有化疗抵抗性。　　乳腺癌干细胞处于CKl期,很少进行分裂增生,对很多细胞周期特异性药物不敏感。此外,凋亡抑制和肿瘤干细胞DNA修复机制增强也可能是其对化疗药物产生抵抗性的重要原因。乳腺癌化疗后乳腺癌干细胞的自我更新加速及乳腺癌干细胞比例增大将促进乳腺癌的复发。　　3.2乳腺癌干细胞与放疗　　对于大多数各期乳腺癌患者来说,放疗是乳腺癌整体治疗的一部分。事实上,每个侵袭或原位癌的患者,在行乳房肿块切除术后都应该接受放疗。从临床实验数据可知,虽然放疗能够治愈一些患者,但是对某些患者疗效不理想,可能是由于对放疗产生抵抗性。另外,在体内外实验研究中,放疗选择性地富集了有正常乳腺上皮细胞标记的祖细胞。对于放疗抵抗的潜在机制,一些学者认为是肿瘤启动细胞进行周期循环,抵抗性不单单是静止作用,这些细胞改变了DNA的修复和ROS的平衡,同时增加了干细胞信号通路的表达[阝]。关于乳腺癌干细胞对放疗抵抗性的特定机制,目前尚未完全阐明。　　3.3乳腺癌干细胞与内分泌治疗　　由于ER和PR的表达水平不同,其对内分泌治疗反应也不同。在ER表达阳性的乳腺癌中,对内分泌治疗固有和获得的抵抗力仍然是疾病复发的重要原因。　　同时,可分为导管内A细胞肿瘤、导管内B细胞肿瘤和e曲B2/HE”肿瘤。导管内A细胞肿瘤高度表达ER和PR;e曲B7HE”肿瘤低表达ER,不表达PR和共表达其他生长因子受体,如EGFR和e曲m/HE。　　由于孚L腺癌干细胞几乎不表达ER,只能凭借邻近分化的ER阳性肿瘤细胞旁分泌信号的治疗有反应,所以乳腺癌干细胞对内分泌治疗抵抗。　　4乳腺癌干细胞与乳腺癌治疗　　4.1改变微环境对乳腺癌干细胞的治疗　　微环境对维持肿瘤干细胞自我更新及异质性具有重要调节功能,Ll和Ncaves认为在正常干细胞中,微环境通过提供抑制信号、抑制增生和分化来保持干细胞的自身稳态,抑制肿瘤的形成,同时提供短暂的信号促进干细胞的增生,支持受损组织的再生。　　一旦抑制增生和分化的信号与促进增生的信号之间的平衡被打破,干细胞就会转化为肿瘤干细胞,促进肿瘤的形成。干扰微环境和破坏其赖以生存的物质基础,可以有效地抑制乳腺癌干细胞的分化,从而达到治疗目的。　　4.2诱导乳腺癌干细胞分化的治疗　　促进肿瘤干细胞分化为肿瘤终末细胞既能防止进一步增生,又同时增加放化疗敏感性。芳香烃受体是一种配体激活转录因子,在乳腺癌的发生发展中可能起促进作用。Hall等[19J用外源性芳香烃受体激动剂(TCDD、TCDBF)处理具有干细胞特征的大鼠乳腺癌细胞LA7,48h后细胞形态发生明显变化,分化为具有早期乳腺组织特征的细胞,表明外源性芳香烃受体激动剂能够诱导乳腺癌干细胞分化。研究表明,Let7miRNA可以诱导CD44+CD24^的乳腺癌干细胞向下分化[20J。　　4.3乳腺癌干细胞信号通路的治疗　　恶性肿瘤的形成是多因素、多阶段、多途径和多信号转导参与形成的复杂过程。通过对信号通路中关键蛋白的影响,阻止信号传导,抑制肿瘤的发生发展。在Wnt信号通路中,利用Wnt通路拮抗剂,如F1。izzled蛋白家族、Wf-1、Cerberus和Dickkopf家族,能抑制Wnt的活性,最终控制肿瘤的形成及侵袭转移,而成为抗肿瘤靶向治疗的途径之一。此外通过降低β-cate血n水平及抗Wnt~2单克隆抗体也具有抑制Wnt通路活化的作用,可以抑制肿瘤干细胞自我更新和增生。研究还发现,抑癌基因SOX9可能参与调节Wnt/β-catellin信号通路介导的转录过程m],可能成为新的治疗靶点。跨膜蛋白SM0是参与Hedgehog通路活化的重要中间分子,环王巴明为SMO的拮抗剂,通过拮抗SM0从而抑制Hcdgehog通路。GDC-⒄49是一种新型的Hh信号通路抑制剂,通过与SM0结合,阻断Hh信号转导,从而抑制下游HH靶基因的激活,I期临床实验已对GDC-⒄49日口服剂量的安全性、耐受性、效果和药物代谢动力学进行了评估和研究,为下一步研究提供了理论依据。γ分泌酶介导Notcl·受体的膜内蛋白裂解,其参与N优ch信号的起始活化过程。利用γ分泌酶抑制剂GSI-18,抑制肿瘤干细胞的增生、诱导肿瘤干细胞凋亡、分化及减少致瘤性,成为治疗乳腺癌的有效途径。　　4.4溶瘤病毒对乳腺癌干细胞治疗　　溶瘤病毒是一类能在肿瘤细胞内复制,从而导致肿瘤细胞死亡的病毒,在肿瘤治疗中发挥着重要作用。由于肿瘤细胞能够激活显性癌基因ms,故溶瘤病毒能特异性地识别、感染和溶解肿瘤细胞而对正常细胞的生长没有影响[24]。Ⅱiksson等[25j发现,溶瘤病毒不受乳腺癌干细胞耐药的影响,能够特异性地感染乳腺癌干细胞并在其内增生使细胞发生溶解死亡。　　4.5药物转运体抑制剂对乳腺癌干细胞的治疗　　ABC转运体在乳腺癌多药耐药蛋白及多药耐药相关蛋白中高表达,是干细胞的特征也是肿瘤干细胞的特点。这些转运体为防止外来异型生物及毒素起到保护作用,同时也能部分说明肿瘤干细胞对于传统治疗方法的耐药抵抗。因此利用ABC转运体抑制剂和化疗联合应用能增强化疗药物对于乳腺癌干细胞的杀伤作用。实验证明,吉非替尼可以逆转乳腺癌干细胞对多重耐药的化疗抵抗现象,其机制是降低ABC转运蛋白的转运活性。　　4.6miRNAs对乳腺癌干细胞的治疗　　miRNAs是一类具有调节功能的非编码RNA,通过靶向结合mRNA的3’非翻译区来沉默基因表达,阻遏翻译或降解特异序列的mRNA,与肿瘤干细胞增生、自我更新、分化能力相关。研究表明,而RNAs在人类肿瘤中扮演者重要的角色,能起到癌基因或抑癌基因的作用[26]。血RNAs在基因转录后水平调控细胞的增生、凋亡和分化相关的基因表达,与肿瘤的发生和发展密切相关[27]。血RNAs在肿瘤干细胞中可能发挥着双重作用,可以促进干细胞的分化也可以抑制干细胞的增生,同时而RN热可以促进肿瘤干细胞最终分化成肿瘤细胞或是非肿瘤细胞。通过调控乳腺癌干细胞特定miRNAs表达,可实现消除或抑制肿瘤干细胞的目的。　　在应用荧光定量PCR技术研究了弱0个miRNAs的表达后,发现存在~s9个miRN抵在人类乳腺癌干细胞与非致瘤性癌细胞中有着不同的表达。研究发现[29],在体外miR~2OOc能够抑制乳腺癌细胞的克隆性扩张及胚胎癌性细胞的生长,在体内miR~200c具有能够强力抑制正常乳腺癌干细胞在乳腺癌肿瘤干细胞驱动下形成肿瘤的能力。　　5讨论　　乳腺癌干细胞可能是乳腺癌复发、转移及对部分化疗药物耐受的原因,通过检测乳腺癌干细胞的一系列标志物,可以判断患者的预后,另外通过改变微环境、诱导乳腺癌干细胞分化、乳腺癌干细胞信号通路溶瘤病毒、药物转运体抑制剂及微小RNA等抑制乳腺癌干细胞的发生发展从而达到治疗乳腺癌的目的。　　虽然乳腺癌干细胞的研究已取得了一定的进展,但是仍然存在一系列问题,关于乳腺癌干细胞的起源说法不一,但是基于肿瘤细胞与干细胞的相似点,大多数学者认为肿瘤干细胞是由正常干细胞基因突变而来的。研究发现[303【],放疗和化疗不仅不能根治乳腺癌,甚至可能导致乳腺癌干细胞数量增加,同时将一般的乳腺癌细胞诱导转化成乳腺癌干细胞。另外不具有干细胞性质的乳腺癌细胞比乳腺癌干细胞产生的肿瘤体积更大,这让我们质疑乳腺癌干细胞是肿瘤复发和转移的根本来源,同时还存在其他机制作为乳腺癌发生发展的原因,值得进一步探讨。　　参考文献　　Makino S. 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