骨髓干细胞移植治疗肝细胞癌的研究进展

[摘要] 肝细胞癌（HCC）是指原发于肝细胞的恶性肿瘤，占原发性肝癌的91.5%。目前肝细胞癌的治疗方法很多，其中骨髓干细胞（BMSCs））移植是肝细胞癌治疗的热点之一。BMSCs可促进肝组织再生，减缓肝硬化进程并诱导HCC凋亡。同时，BMSCs可以通过自分泌和旁分泌的方式改变HCC周围的微环境，从而抑制HCC向肝外组织的转移。随着分子生物技术的不断进步，BMSCs由于易于分离、体内扩增及进行基因修饰，已成为基因治疗的理想靶向细胞。然而，随着研究的深入，BMSCs的致瘤性风险也受到研究者的重视。本研究从BMSCs对肝癌组织及其转移的影响，BMSCs作为理想靶向细胞应用于基因治疗及BMSCs致瘤性的可能风险等方面的研究进展做一综述。

[关键词] 骨髓干细胞；移植；肝细胞癌；治疗

[中图分类号] R735.7 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2014）08（a）-0151-03

Research progress on the treatment of hepatocellular carcinoma by transplanting bone marrow stem cells

ZHOU Bin1 CHEN Zhihao1 GONG Xumeng2 GAO Yi2

1.The Second Clinical Medical College of Southern Medical University， Guangdong Province， Guangzhou 510282， China； 2.Department of Hepatobiliary Second Surgery， Zhujiang Hospital of Southern Medical University， Guangdong Province， Guangzhou 510282， China

[Abstract] Hepatocellular carcinoma （HCC） refers to the primary liver cell malignant tumor， which is 91.5% of primary liver cancer. Recurrently there are many methods of treating HCC and bone marrow stem cells （BMSCs） transplantation is one of the hot spot on treating HCC. BMSCs can promote liver regeneration， slow down the process of cirrhosis and induce the apoptosis of HCC. At the same time， BMSCs can change the surrounding microenvironment of HCC by autocrine and paracrine， thus inhibiting HCC metastasis. Along with the advance of molecular biotechnology， BMSCs has become the ideal target cells of gene therapy due to the fact that BMSCs are esay to be isolated， expanded in vivo and genetically modified， which has become the ideal target cells of gene therapy. However， with the deepening of research， the tumorigenicity risk of BMSCs is also brought to the attention of researchers. This study does a review from BMSCs in liver cancer tissue and its transfer， the influence of BMSCs as the ideal target cells used in gene therapy and possible risk of progression of tumorigenicity by BMSCs.

[Key words] Bone marrow stem cells； Transplantation； Hepatocellular carcinoma； Therapy

肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是指原发于肝细胞的恶性肿瘤，占原发性肝癌的91.5%。肝切除术是目前治疗HCC的主要手段。对于早期HCC，肝切除术后患者的预后往往较好。但由于早期发现HCC存在困难，该疾病在被诊断时往往已到了晚期。而对于晚期HCC，由于癌症组织巨大，肝切除术需要切除大量肝脏组织。但这会给患者的肝功能产生极大的影响并最终导致肝脏衰竭，而此时肝移植成为了最终的选择。但是供体来源的匮乏限制了目前肝移植的发展。近年来，随着组织工程的不断发展，越来越多的研究尝试运用干细胞移植技术治疗肝癌。其中骨髓干细胞（bone marrow stem cells，BMSCs）因具有多分化潜能并能分泌多种细胞因子，已经被广泛地用于肝脏疾病如肝衰竭及脂肪肝的研究中[1-2]。而在HCC治疗中，BMSCs移植也开始展现出较好的应用前景。本文将从BMSCs对肝癌组织及其转移的影响，BMSCs作为理想靶向细胞应用于基因治疗及BMSCs致瘤性的可能风险等方面的研究进展进行综述，从而为BMSCs移植应用于临床治疗HCC奠定坚实的理论基础，为HCC的治疗提供新的方案。

1 BMSCs对肝癌组织的影响

肝切除术是目前治疗HCC的重要手段，但由于术后大量肝脏组织被移除，患者往往出肝脏衰竭的表现。近年来新提出的BMSCs移植治疗肝癌患者已经成为研究的热点。据当前的研究表明，BMSCs可通过以下三种途径影响肝癌：①BMSCs可促进肝组织再生；②BMSCs减缓肝硬化进程；③BMSCs可诱导HCC凋亡。

1.1 BMSCs可促进肝组织再生

目前的研究已经证明BMSCs移植可以促进肝功能衰竭患者体内肝组织的再生。Kuo等[3]给口服四氯化碳构建肝癌模型的小鼠移植了BMSCs后发现小鼠的死亡率降低。同时研究表明肝组织内细胞角蛋白、肝细胞核因子4、细胞色素P450和谷氨酰胺合成酶等蛋白表达量都上升，提示小鼠内肝功能得到一定的改善。利用同样的模型，Banas等[4]发现BMSCs可以高度表达肝细胞刺激因子如白介素-8、粒细胞集落刺激因子、肝细胞生长因子等。有学者[5]将BMSCs与肝细胞混合培养，结果显示其肝组织内BMSCs可以分化为肝样细胞。综合以往的研究，BMSCs移植促进肝脏再生的机制可能为：①BMSCs有分化成肝样细胞的潜能；②BMSCs可以分泌多种成肝样细胞因子，从而促进干细胞增殖。

1.2 BMSCs可减缓肝硬化进程

在肝炎的流行病区，HCC患者大多经历肝炎到肝硬化最后发展为肝癌的过程。而当疾病发展到肝硬化时往往已经是不可逆的过程。最近有研究表明BMSCs可以抑制肝星状细胞的活化，促进其凋亡，减少细胞外基质分泌，从而达到延缓肝纤维化的进程[6]。Wang等[7]则从分子层面验证了BMSCs可以通过细胞间信号传导和分泌肝样生长因子，调控肝星状细胞的TLR4/NF-kB通路，从而抑制肝星状细胞的活性和增殖能力。但Peng等[2]在其临床试验中却发现BMSCs移植只能在短期内缓解肝衰竭的慢性乙肝患者症状，而无法真正地阻止其最终转化为HCC的进程以及降低HCC的死亡率。

1.3 BMSCs可诱导HCC凋亡

近年来有研究提出BMSCs移植可以通过诱导癌细胞凋亡从而用于治疗HCC。吴昌雄等[8]在其研究中发现：BMSCs不仅可以在肝脏中定植并分化为具有肝细胞功能的肝样细胞，同时其可诱发肝癌细胞的坏死。Li等[9]则从分子层面研究BMSCs移植对肝癌组织的影响，研究表明细胞凋亡相关基因Bax和caspas-3的表达量明显上升，且抗凋亡相关基因Bcl-2的表达量也下降。同时该研究也指出肿瘤转移相关因子OPN、BSP和α-V基因的表达量都下降。

2 BMSCs对肝癌转移的影响

晚期肝癌患者往往已经出现了肝外的转移，因此预防和治疗肝癌转移已经成为研究HCC的热点之一。Li等[10]在研究患HCC小鼠移植BMSCs的实验中发现：移植BMSCs实验组小鼠的肺转移发生率低于对照组。同时Li等[11]还发现BMSCs通过下调TGF-β1和MMP的表达。其中由于TGF-β1可以通过调节致瘤性mRNA的表达，促进HCC细胞的生长、转移和浸润能力，从而促进HCC的发生和发展[12]。因此TGF-β1表达量的下降将能够阻止HCC向肝外组织转移，从而提高HCC患者的治疗效果。Li等[9]也发现肿瘤转移相关因子OPN、BSP和α-V基因的表达量都下降，并且证明BMSCs对HCC转移的抑制作用大于BMSCs对HCC凋亡作用效果。综合以往研究，目前普遍认为BMSCs可以通过自分泌和旁分泌的方式改变HCC周围的微环境，从而抑制HCC向肝外组织的转移。

3 BMSCs作为靶向细胞治疗HCC

随着分子生物技术的不断进步，基因治疗已经成为治疗HCC的研究热点之一。而BMSCs由于易于分离、体内扩增及进行基因修饰，因此成为基因治疗的理想靶向细胞[13]。有研究运用基因转录的方法将组织特异性自杀基因：趋化因子CCL5和促血管生成素家族的Tie2基因分别导入BMSCs中，并将两种细胞分别移植到肝癌组织中，实验结果表明两种基因转载后的细胞都具有抑制肿瘤细胞增殖的能力，其中转载CCL5的BMSCs对HCC的抑制作用强于转载Tie2的BMSCs。Xie等[14]将干扰素-β（IFN-β）基因植入BMSCs中，并将修饰后的BMSCs移植至肝癌组织中，该研究发现BMSCs分泌大量IFN-β从而通过抑制AKT/FOXO3a通路从而抑制HCC的增殖能力。类似的研究也发现IFN-γ、IL-2等肿瘤源性的外切体植入BMSCs细胞中都能够一定程度上抑制HCC的活性和增殖能力[13-15]。Gao等[16]在其研究中将色素上皮源性生长因子转载到BMSCs中并移植到HCC小鼠模型中，实验结果表明转载后的BMSCs不仅可以抑制肿瘤细胞的增殖，同时也能够缓解HCC的转移。

Knoop等[17]则将钠/碘转运体的基因导入BMSCs内并将细胞移植至HCC中，这一方法不仅可以通过123I-闪烁扫描术或124I-PET监测BMSCs在HCC中的活动情况。同时研究发现移植后肝组织内HCC含量下降，其可能的机制是BMSCs胞内聚集的131I放射出射线破坏了周围的HCC。此方法将为生物治疗联合放射治疗应用于靶向治疗HCC奠定了初步基础。

4 BMSCs的致瘤性分析

虽然目前运用BMSCs移植被广泛应用于治疗HCC的研究，但随着研究的深入发现BMSCs也具有一定潜在的致瘤性。目前已经有研究猜测BMSCs可能是恶性纤维母细胞瘤和尤因骨肿瘤细胞的共同远祖来源[18-19]。但Dawson等[20]在研究中发现只有髓系来源的BMSCs（CD45+CD11+bSca1-）具有促进肿瘤细胞增殖和分化而间充质来源的BMSCs（Sca1-Gr-1-F4/80-CD11b-CD31-CD45-）则无此特性。而Gong等[21]则研究发现，BMSCs可以通过分泌促血管生成素促进肝癌组织内微血管的生成，从而有利于HCC在局部获得更多养料来源并迅速增殖。

为了降低HCC患者BMSCs移植后出现BMSCs致瘤的发生率，有学者[22]提取了BMSCs中具有抗肿瘤活性的微囊泡（microvesicles，MV），并将其与HCC混合培养，观察MV在小鼠体内外对HCC的影响。实验结果表明MV在小鼠体内外都具有抑制肿瘤细胞增殖能力的作用。此方案将有可能解决BMSCs移植治疗HCC过程中遇到的BMSCs向恶性肿瘤细胞增殖分化的问题。

5 展望

虽然近年来人类对BMSCs移植治疗HCC的研究取得了很大的发展，但真正将BMSCs应用于临床治疗HCC仍然面临着以下几个问题[23-25]：①由于BMSCs具有一定的致瘤性，所以在BMSCs移植后对肝组织的监控是十分重要的；但目前仍然缺乏较为精确监控设备。②虽然BMSCs移植到人体肝脏组织能够分化为特定的肝组织，但分化后的组织是否能够正常发挥肝脏的功能仍然是需要进一步地研究。③虽然BMSCs可以作为基因靶向治疗的细胞，但转导的效率以及转载基因的表达产物对HCC的抑制效果仍然不高。④目前大部分研究只停留在体外实验或者动物模型，而真正用于临床治疗HCC仍需要进一步的人体体内试验验证。面对现在存在的这些问题，人类必须进一步地了解BMSCs在分子层面的生物特性并且寻找更为有效的转载基因。这不仅充分可以发挥BMSCs本身具有的向肝样细胞分化和抑制HCC增殖和转移的能力，同时也发挥转载基因表达产物对HCC抑制的作用，从而为BMSCs移植应用于临床治疗HCC奠定了坚实的理论基础。

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（收稿日期：2014-05-03 本文编辑：卫 轲）