结肠癌干细胞标记物及其相关通路的研究进展

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　　摘要：近年来我国的结肠癌发病率在逐步提高，虽然手术和化疗已经取得不小的进展，但结肠癌的预后效果却十分不佳，主要原因是复发和转移。存在于结肠癌组织中的结肠癌干细胞，虽然只占少部分，却在结肠癌的复发和转移中起重要作用。随着近年来对结肠癌及结肠癌干细胞的相关研究，人们对结肠癌干细胞的筛选鉴定及产生机制逐步清晰，现就目前关于结肠癌干细胞的表面标记物及信号通路作一综述。
　　关键词：结肠癌;结肠癌干细胞;标记物;信号通路
　　中图分类号：R735.35       文献标识码：A 文章编号：1003-2177（2019）03-0122-03
　　结肠癌是目前严重威胁人类健康的消化道恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率呈逐年增长趋势，其中5年生存率仅为65%[1]。结肠癌的复发转移和治疗耐受是其死亡率和预后差的主要原因。结肠癌干细胞与结肠癌的发生发展、转移转化以及增殖和化學抵抗有密切关系[2]。近年来，随着结肠癌干细胞概念的提出，对结肠癌干细胞特异性标志物及相关信号通路的探索逐渐深入，有利于阐明结肠癌发生发展的机制，为结肠癌的防治提供关键信息。本文将对结肠癌干细胞的标记物及相关通路进行如下综述。
　　1 结肠癌干细胞与肿瘤干细胞
　　结肠癌干细胞是存在于结肠癌中的一小部分具有自我更新、多项分化和无限增殖潜能的细胞，它与结肠癌的转移、复发和治疗耐受有着密切的联系。结肠癌干细胞为肿瘤干细胞中的一类，虽然有特异性方面的差异，但是研究思路和方法大致相同。肿瘤干细胞的研究关键主要是如何从肿瘤细胞或肿瘤组织中分离出肿瘤干细胞。1994年， Lapidot等[3]利用细胞表面标志物表达，首次分离出了人急性粒细胞白血病干细胞。此后逐渐发展成为肿瘤干细胞分离和纯化的方法之一——表面标志物分选法，比较常用的为流式细胞仪分选法和免疫磁珠分选法。此外常用的分离和纯化肿瘤干细胞的方法还有：（1）无血清培养形成细胞球，即富集肿瘤干细胞的方法[4] ;（2）Hoechest荧光染料法，等。
　　2 结肠癌干细胞的标志因子
　　研究发现，皮下注射结肠癌CD133+细胞于免疫缺陷的NOD/SCID小鼠中，小鼠长出与原始肿瘤表型相同的肿瘤，说明该类型细胞具有维持自身分化和重建肿瘤的能力，并得出少量未分化的具有致瘤性的CD133+细胞可以产生结肠癌的结论[5-6]。Wang等[5]通过研究证明CD44是大肠癌干细胞标志物。包卫光等[7]通过研究证明LGR5与结肠癌的组织分化有关，可以作为结肠癌干细胞标志物。Ke J等[8]在细胞株 HCT116 和SW480上发现CD24表达，Leng Z等[9]在DLD-1细胞株上发现CD133、CD166和乙醛脱氢酶（ALDH）表达。孙雯雯等[10]利用克隆形成试验和成瘤实验证实CD133可以作为结肠癌HT29细胞系的特异性生物标志。更有许多研究者证明，这些标志物在结肠癌干细胞中表达。根据这些表面标志物可以将结肠癌干细胞分成不同的亚组，但是目前哪种标志物最适宜标记结肠癌干细胞还没有定论[11]。
　　3 结肠癌干细胞相关的信号通路
　　3.1 结肠癌干细胞与 Wnt 通路
　　Wnt信号通路是人体内重要的信号转导系统，由多种信号分子参与调控，主要包括Wnt蛋白、散乱蛋白、β-catenin、卷曲蛋白、低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6（ LRP5/6）、糖原合成酶激酶3β，其在细胞增殖、分化、凋亡、胚胎发育等生理过程中发挥了重要的调节作用。目前 Wnt 信号通路主要有3个核心途径：Wnt /PCP（Planner Cell Polarity）信号，主要控制细胞组织的形态发展过程;Wnt/Ca2+信号，主要控制细胞的运动改变;Wnt/β-catenin 信号，主要控制细胞增殖过程，并且突变的APC基因更容易引起 Wnt 信号通路的激活。其中，Wnt/β-catenin信号途径是 Wnt 信号通路的经典通路，研究的最多，后两类信号途径由于技术难点，在组织稳态的生理功能还不甚了解。在结肠癌干细胞中，Wnt 信号通路持续呈现激活状态[12]。因此，正常结肠干细胞功能的维持与Wnt 信号通路非常重要，干细胞功能的正常维持需要依靠功能正常的Wnt信号通路表达的TCF4，是与结肠癌相关性最高的TCF家族成员[13]。实验证明，过度表达的Wnt信号通路抑制基因Dickkopf-1或人工删除TCF4，均可以阻断肿瘤细胞的Wnt通路，进而抑制肿瘤细胞的生长历程[14]。
　　3.2 结肠癌干细胞与 Notch 通路
　　Notch信号通路影响细胞正常形态的多个生命过程，包括细胞的增殖、分化和凋亡，是广泛研究的在进化过程中高度保守，介导细胞间通讯的信号通路之一[15]。一个完整的Notch信号通路包括Notch受体、Notch 配体、细胞内效应分子CSL蛋白、Notch靶基因、其他效应物和Notch的调节分子等。Notch信号通路在结肠癌、皮肤癌、多发性骨髓瘤等多种癌症中异常表达，其中Notch1还四种受体中研究最为广泛的。赵雪等[16]应用免疫组化法分别检测分化程度不同的结肠癌手术标本表达的Notch1，结果得出Notch1与结肠癌发生发展有关系的结论。熊祎虹等[17]人将不同浓度的马齿苋醇提取物作用于结肠癌HT-29干细胞，发现马齿苋醇提取物对HT-29干细胞增殖有抑制作用，对Notch1表达有下调作用。故而推断阻断Notch信号通路，能抑制结肠癌干细胞的增殖。因此，研究结肠癌发病的机制以及从信号通路中寻求潜在的肿瘤治疗靶点具有重要意义。
　　3.3 结肠癌干细胞与 TGF-β 通路
　　TGF-β信号通路是人类癌症的发生发展中重要通路之一，在调节分化，迁移和凋亡等细胞行为的许多方面发挥重要功能[13]。TGF-β家族超过30个成员其中有TGF-β、活化素、抑制素、苗勒管抑制质、骨形成蛋白等。当这一信号通路中发生突变时，会促进肿瘤的发展和转移。居颂文[18]检测结肠癌患者血浆外泌体表面mTGF-β1 处于高表达状态，可能与结肠癌免疫抑制环境的构成相关，并促进结肠癌的发生、发展。刘松等[19]探讨了青蒿琥酯对结肠癌肿瘤生长，结果显示ART能够抑制结肠癌肿瘤生长，减轻结肠癌细胞的增殖和侵袭转移能力，诱导细胞凋亡，其机制与TGF-β1/Smad4信号通路有关，ART是青蒿素衍生物之一。罗吉等[20]人通过研究健脾消癌方对结肠癌 TGF-β/lncRNA-ATB/miR-200a信号通路的影响，发现通过抑制TGF-β信号通路，可以抑制结肠癌的转移。 　　3.4 其他与结肠癌干细胞相关通路
　　此外，Hedgehog、NF-κB、uPA和p-Akt均参与结肠癌的生长及增殖过程，且不同信号通路之间存在相互关联。赵雪等[16]人通过分析正常结肠黏膜组织和结肠腺瘤和结肠癌组织，发现Notch1、NF-κB、uPA和p-Akt表达阳性率呈逐渐增加趋势，这些指标与结肠癌的发生发展有关，表明不同的信号通路之间可能存在某种联系分子，协同发挥作用，致使结肠癌发生。
　　4 展望
　　结肠癌作为目前威胁人类生命健康的常见癌症之一，复发与转移严重影响了患者的预后，而近年来兴起的肿瘤干细胞理论则为结肠癌的治疗提供了新的思路。随着研究者对结肠癌干细胞表面标志物和信号通路的深入认识和药物开发技术的逐渐提高，相信在不久的将来能开发多靶标抗癌药物将会为大肠癌的治疗提供更有效的方法。
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