舌鳞状细胞癌和肿瘤干细胞的研究进展

【关键词】肿瘤干细胞；生物特性；舌鳞状细胞癌；靶向治疗

中图分类号：R739.86文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2016.03.022

恶性肿瘤的发病率呈逐年增长的态势，2015年我国估计有4 292 000的新增癌症病例（平均每天新增12 000例）和2 814 000的死亡病例（平均每天死亡7500例），其中口腔癌新增48 100例，死亡22 100例[1]。恶性肿瘤严重地威胁人类的健康和生存，成为全球致死的首要病因，而肿瘤干细胞（Cancer Stem Cells，CSC）理论的提出给肿瘤的治疗指引了新的方向。舌鳞状细胞癌（tongue squamous cell carcinoma，TSCC）是口腔颌面部最常见的恶性肿瘤，具有肿瘤恶性生物学特性，研究发现TSCC中也存在具有干细胞特性的肿瘤细胞。

1干细胞与肿瘤干细胞理论

干细胞是一类具有自我更新和无限增殖分化的多潜能细胞群体，即为起源细胞，常处于原始未分化状态。而肿瘤被认为是一个异常发育的器官，是机体细胞在内外不同致癌基因的长期协同作用下，在基因水平上失去了对其生长的正常调控而导致其基因水平的突变和功能调控异常，从而促使细胞的持续异常增殖。大量研究发现，肿瘤细胞具有干细胞相同或类似的特性：自我更新和无限增殖的潜能、相同的信号转导通路调节[2]（如Wnt、Notch和SHH途径）、相同的细胞表面标记物[3，4]（如CD34、CD133、SOX2等）。目前多数学者认为，肿瘤干细胞来源于正常干细胞累积的遗传突变，导致细胞异常过度增殖而形成肿瘤。

传统的肿瘤手术治疗结合放化疗后出现肿瘤复发现象，被认为是肿瘤中极少数肿瘤干细胞类细胞耐受甚至逃逸射线或药物的杀伤作用，最终导致肿瘤的复发和转移。Reya等[5]研究发现肿瘤细胞具有无限增殖潜能，并能形成新的不同表型特征组织，与干细胞生物学特性非常类似，由此提出了“肿瘤干细胞学说”。该理论认为肿瘤干细胞是肿瘤中数量极少，具有干细胞特性、高致瘤能力和侵袭迁移潜能的细胞亚群，具有新生肿瘤细胞能力，是肿瘤发生、增殖、侵袭、转移以及复发的根源[6]。除了与干细胞有相同特性，肿瘤干细胞的更新和增殖呈现出失控状态，它独特的表现在：失控的自我更新和异常分化潜能、自主侵袭和远处转移性、极高致瘤性、多药耐药性、相对特异性的表面标志和辐射抵抗特性[7，8]。

2肿瘤干细胞与舌鳞状细胞癌

研究者们经过多年的研究发现，在血液肿瘤、乳腺癌、前列腺癌等多种肿瘤中都存在肿瘤干细胞，它们的数量极少，并具有独特的生物学特性和较强的致瘤能力。急性髓系白血病（AML）肿瘤干细胞能特异性表达CD34+/CD38-标记物，只需要极少数量该类细胞就可在NOD/SCID裸鼠体内转移疾病，致瘤性极高[6]。AlHajj等[9]研究乳腺癌时，通过特异性标记物分离出CD44+CD24-/low Lineage-人乳腺癌干细胞，仅需100个就能在小鼠的乳腺中形成肿瘤。前列腺癌研究中发现具有特异性表面标志为α2β1hi/CD133+CD44-的肿瘤细胞才拥有自我更新和不断繁殖的能力，与前列腺癌的耐药性和复发性密切相关，这类具有干细胞特性的细胞仅需100个即能在小鼠的体内形成特异性的移植瘤[10]。此外，研究者们还发现在肝癌[7]、胰腺癌[8]、脑肿瘤[11]等多种肿瘤中找到了肿瘤干细胞存在的证据。

TSCC是最常见的口腔恶性肿瘤之一，发生率居口腔癌之首，患者5年生存率仅为32%～54%[12，13]。舌体拥有丰富的淋巴管和血液循环加之舌体运动频繁，使TSCC早期即可出现颈部淋巴结转移，且转移概率高。研究报道，在裸鼠爪垫上注射Tca8113细胞可建立TSCC淋巴道转移模型[14]，通过观察TSCC细胞在淋巴道转移的生物学特性，对临床的治疗、复发以及预后判断尤其重要。研究还发现肿瘤干细胞类细胞在TSCC的迁移和侵袭过程中起了重要的作用，TSCC的迁移和侵袭与含锰金属辅基的超氧化物歧化物（SOD2）有关，SOD2可成为一种直接的原癌靶基因促进TSCC细胞，包括肿瘤干细胞类细胞的迁移和侵袭[15]。此外，TSCC还具有抗凋亡和化疗耐药能力，严碌热[16]研究白细胞介素23（IL23）在TSCC肿瘤组织以及细胞系SCC9的表达情况，发现IL23可通过上调TSCC细胞的Wnt通路，从而增强其化疗药物耐药及抗凋亡能力。

3舌癌肿瘤干细胞的存在及相关基因表达

永生性细胞系对于研究原始肿瘤是一个很重要的工具。Owen等[17]从舌癌患者肿瘤组织中取原始肿瘤细胞进行培养并建立了舌癌细胞系UMSCC103，研究发现UMSCC103中具有CD44high/ALDH high表型的肿瘤干细胞在裸鼠体内能形成特异性肿瘤，与原始肿瘤具有相同的异质性。Yanamoto等[18]研究发现，TSCC能特异性的表达肿瘤干细胞标记物CD44v6和ABCG2，通过对89例TSCC病人的肿瘤组织检测发现CD44v6和ABCG2的阳性表达率分别为24.7%和13.5%。FACS技术可分选出舌鳞状细胞癌Tca8113细胞株中高表达的ALDH（ALDHbr）干细胞样细胞，数量较少，约占总细胞数的1.3%，同时采用抑制消减杂交技术还可筛选舌鳞癌干细胞的相关差异表达基因，如LOC736141、CLDND1、ETFA等[19]。有数据表明，干细胞标记物ALDH1、CD44、OCT4和SOX2与舌鳞状细胞癌密切相关，且SOX2可作为舌癌的预后指标[20]。多数研究证实，与其他恶性肿瘤一样，TSCC中同样存在肿瘤干细胞，并且表达了多数肿瘤干细胞相关基因，目前仍无法寻找到舌癌特异性的表达基因，对于舌鳞癌根治治疗仍成为一大难题，急需寻找特异性舌鳞状细胞癌靶向基因，才能彻底治愈。

4肿瘤干细胞靶向治疗的研究

基因的突变、肿瘤微环境的时刻变化以及表观遗传特征改变均可导致肿瘤的异质性。多年来，研究者们都在研究如何才能彻底治愈肿瘤，彻底杀灭肿瘤干细胞。肿瘤干细胞的靶向治疗是对肿瘤特异性的分子靶点进行选择性地抑制或杀灭作用，而不损伤正常细胞。因此，以CSC为靶标，运用生物工程手段寻找靶点成为肿瘤干细胞的靶向治疗的新趋势。

4.1靶向作用于肿瘤干细胞的微环境通过调节肿瘤干细胞微环境可以调控肿瘤干细胞的更新和增殖分化能力，改变干细胞对放化疗的敏感度。肿瘤微环境中包括各种内皮细胞、成纤维细胞以及各类免疫细胞，这些成熟细胞可通过与干细胞的直接接触或分泌细胞因子的方式来调节干细胞的自我更新和增殖分化能力[21]。研究证实肿瘤的内皮细胞在维持肿瘤干细胞生长方面起着关键作用，血管内皮细胞通过释放生长因子促进血管形成，维持肿瘤干细胞的生长和更新。Hovinga等[22]通过靶向作用于肿瘤相关的血管内皮细胞，抑制血管内皮细胞所介导的Notch信号通路，可引起肿瘤干细胞自我更新和增殖能力下降。

4.2靶向作用于肿瘤干细胞的表面标志肿瘤干细胞可以表达特异的细胞表面标志，通过阻断相应的表面标志可能成为肿瘤干细胞靶向治疗的潜在靶点。Prince等[23]证实了头颈部鳞癌肿瘤干细胞特异性表面标记物为CD44分子，具有CD44+表型的肿瘤干细胞样细胞具有自我更新和多向分化潜能和致瘤性。研究表明，针对具有CD44+表型的细胞进行靶向治疗鳞状细胞癌已取得了很好的临床疗效，而CD44v6的表达被认为与鳞状细胞癌转移有关，已转移的鳞状细胞癌通过对CD44v6的靶向治疗有明显疗效[24]。

4.3靶向作用于肿瘤干细胞的信号通路肿瘤干细胞受多条信号转导通路的调控，以维持肿瘤的恶，研究发现Notch、Wnt、Hedgehog信号通路与肿瘤干细胞调控相关[2]，因此针对肿瘤干细胞的这些信号转导通路的靶向治疗成为肿瘤治疗的一个方向。通过阻断参与肿瘤干细胞调控的相关信号通路，从而抑制肿瘤干细胞的增殖、转移等恶性生物学特性。Wnt信号通路参与调节细胞的增殖和分化功能，异常的信号通路可导致细胞质内过量游离的β蛋白聚集进入核内与转录因子结合，激活多种靶基因和各种酶等，从而诱导细胞的恶性生长[25]。survivin作为凋亡抑制蛋白的新成员，具有肿瘤特异性，与肿瘤的分化增殖和浸润迁移密切相关。研究胃癌干细胞时发现，Wnt/βcatenin信号转导通路参与其中调节，而survivin抑制剂YM155及其复合物通过抑制Wnt信号通路中的TCF/βcatenin，从而能抑制肿瘤的增殖[26]。Notch信号通路上的基因也可成为潜在的肿瘤治疗靶点，研究证实，激活Notch信号通路可以促进肿瘤细胞的增殖和迁移，阻断该通道促进肿瘤干细胞对药物的敏感性，从而抑制肿瘤的增殖。研究发现，在前列腺癌中Notch1过表达，通过下调Notch1和Jagged1，从而抑制前列腺癌细胞生长、迁移和侵袭，并促进肿瘤细胞凋亡[27]。

5结语

肿瘤干细胞理论受到越来越多的关注，靶向肿瘤干细胞治疗也成为研究者钻研的新方向。肿瘤干细胞与正常干细胞之间存在相似的信号转导通路调节[2]（如Wnt、Notch和SHH途径）以及相同的细胞表面标记物[3，4]（如CD34、CD133、SOX2等），导致针对肿瘤干细胞的靶向治疗同时也会抑制正常干细胞的更新分化。许多肿瘤都能表达肿瘤干细胞标记物，如CD133、CD44、CD90、ALCH1等，但却缺乏特异性的标记物，只有少数肿瘤具有相对特异的细胞表面标记物，使得针对肿瘤干细胞的表面标志的靶向治疗受到了一定的限制。然而，肿瘤干细胞的各种靶向药物和靶向给药途径在临床或试验中均取得了比较显著的成果[25]，如肿瘤干细胞耐药机制、凋亡、信号通路和表面标志的靶向给药系统，对一些表达特异性标记或通路的肿瘤干细胞起到明显的作用。因此，寻找不同肿瘤的特异性基因并结合肿瘤干细胞的靶向途径给肿瘤治疗提供了新的思路。

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