97現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展
本文關(guān)鍵詞:現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
·綜述·;現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展;陳惠,渠景連,龔婕寧;(南京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,江蘇南京210046;[60%以摘要]惡性腫瘤轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤發(fā)生和演變;瘤轉(zhuǎn)移表現(xiàn)的腫瘤遺傳異質(zhì)性、失巢凋亡抗性、腫瘤休;[關(guān)鍵詞]現(xiàn)代醫(yī)學(xué);惡性腫瘤;轉(zhuǎn)移機(jī)制;上皮間質(zhì);瘤轉(zhuǎn)移是迫切需要解決的關(guān)鍵問題;有互通互補(bǔ)之處,本文對(duì)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)機(jī)制的現(xiàn)代;相關(guān)
·綜述·
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展
陳惠,渠景連,龔婕寧
*
(南京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,江蘇南京210046)
[60%以摘要]惡性腫瘤轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤發(fā)生和演變過程中最危險(xiǎn)的階段,是惡性腫瘤患者死亡的首要原因,臨床上,“解剖和機(jī)上的惡性腫瘤患者在發(fā)現(xiàn)時(shí)已經(jīng)轉(zhuǎn)移。近年來,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的機(jī)制研究取得突破性進(jìn)展,從單純的“種子與土壤”學(xué)說向?qū)W說邁進(jìn),再向微環(huán)境學(xué)說、腫瘤干細(xì)胞學(xué)說深入,特別是新興的腫瘤干細(xì)胞學(xué)說成功解釋了惡性腫械”
瘤轉(zhuǎn)移表現(xiàn)的腫瘤遺傳異質(zhì)性、失巢凋亡抗性、腫瘤休眠等現(xiàn)象,為惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的治療提供了更多新的靶點(diǎn)與診療思路。
[關(guān)鍵詞]現(xiàn)代醫(yī)學(xué);惡性腫瘤;轉(zhuǎn)移機(jī)制;上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化;腫瘤干細(xì)胞惡性腫瘤是危害人類健康的全球公共衛(wèi)生問題之一,轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤發(fā)生和演變過程中最危險(xiǎn)的階段,為新世紀(jì)人60%以上的惡性腫瘤患者在發(fā)現(xiàn)時(shí)類的第一殺手,臨床上,已經(jīng)轉(zhuǎn)移。我國作為一個(gè)發(fā)展中大國,隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和人口老齡化進(jìn)程的加快,不良生活方式及環(huán)境污染等問導(dǎo)致惡性腫瘤轉(zhuǎn)移呈上升趨勢,因此,預(yù)防及抑制惡性腫題,
瘤轉(zhuǎn)移是迫切需要解決的關(guān)鍵問題。惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的機(jī)制研究經(jīng)歷了漫長的過程,逐漸趨于成熟完善,中西醫(yī)亦認(rèn)識(shí)、
有互通互補(bǔ)之處,本文對(duì)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)機(jī)制的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)以期為惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的防治提供更多理論依成果進(jìn)行綜述,據(jù)及診療思路。1
相關(guān)學(xué)說
“解剖和機(jī)械”學(xué)說認(rèn)為,某些原位腫瘤細(xì)胞隨著血流或淋巴流在其最先到達(dá)臟器的毛細(xì)血管或毛細(xì)淋巴管發(fā)生機(jī)械性滯留,并穿過血管在局部增殖,從而形成轉(zhuǎn)移灶。1.2“種子與土壤”學(xué)說
[1]
“種子和土壤”英國學(xué)者Paget于1889年提出了學(xué)說,
件,如細(xì)胞遷移能力、侵襲能力、蛋白溶解酶活性、促凝血、促腫瘤血管生成等。DNA突變、染色體重排和表觀遺傳學(xué)改變構(gòu)成了腫瘤細(xì)胞基因組的內(nèi)在不穩(wěn)定性。細(xì)胞內(nèi)在的基因組不穩(wěn)定性和外部微環(huán)境適者生存的進(jìn)化選擇共同作用,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞對(duì)正常內(nèi)環(huán)境的生長調(diào)控、免疫監(jiān)視和環(huán)境抑制產(chǎn)生抗性,在此基礎(chǔ)上發(fā)生連續(xù)突變和異常分化,形成腫瘤的異質(zhì)性,通過有絲分裂在細(xì)胞間世代傳遞,且轉(zhuǎn)移瘤往往比原發(fā)瘤中的細(xì)胞顯示出更強(qiáng)的生長特性,細(xì)胞分裂指數(shù)增產(chǎn)生化療高。腫瘤的遺傳異質(zhì)性是腫瘤細(xì)胞逃避免疫監(jiān)視、抗性、形成轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)的根源,是抗轉(zhuǎn)移治療中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。1.4
失巢凋亡抗性
細(xì)胞的趨化性與趨觸性遷移皆依賴于細(xì)胞外基質(zhì),細(xì)胞外基質(zhì)可以控制細(xì)胞遷移的速度與方向。真核細(xì)胞,除成熟血細(xì)胞外,大多須黏附于特定細(xì)胞外基質(zhì)上才能抑制凋亡而稱為錨著依賴性,上皮細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞一旦脫離了細(xì)存活,
胞外基質(zhì)則會(huì)發(fā)生程序性死亡,這種因細(xì)胞與胞外基質(zhì)之間失去交互作用而誘導(dǎo)的凋亡形式稱為失巢凋亡
[3]
1.1“解剖和機(jī)械”學(xué)說
。因此,轉(zhuǎn)
指出腫瘤細(xì)胞(種子)只能在為其提供舒適環(huán)境的相對(duì)特異的器官組織(土壤)中才能生長繁殖。1.3
腫瘤遺傳異質(zhì)性Fidler等
[2]
移細(xì)胞必須對(duì)失巢凋亡以及凋亡本身產(chǎn)生抗性,以使自身在播散和異位定植的過程中得以存活。有研究顯示,腫瘤細(xì)胞2,Bcl-XL)出現(xiàn)異位過表中多種有效的抗凋亡基因(如Bcl-達(dá),使它們對(duì)死亡刺激信號(hào)產(chǎn)生高度抗性,且往往伴隨sur-vivin途徑的激活、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)的上調(diào)、局部黏著從而增加了轉(zhuǎn)移效斑激酶(FAK)的過表達(dá)以及p53的失活,率
[4]
提出了腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性學(xué)說,該理論認(rèn)為
在遺傳表型各異的原發(fā)腫瘤內(nèi),大多數(shù)的原發(fā)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移只有極少數(shù)細(xì)胞(估計(jì)少于千萬分之一)由于突變能力很低,
而獲得轉(zhuǎn)移必須的表型,而這些細(xì)胞具備形成轉(zhuǎn)移的必要條
。
血管與淋巴管生成
1.5
[收稿日期]2014-03-30
[基金項(xiàng)目]國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81373603)[通信作者]
*
腫瘤轉(zhuǎn)移這一復(fù)雜的過程包括:原發(fā)瘤發(fā)展為侵襲性腫瘤,腫瘤細(xì)胞侵襲基底膜,腫瘤細(xì)胞進(jìn)入淋巴系統(tǒng)和血液循環(huán)系統(tǒng)并隨之在體內(nèi)轉(zhuǎn)移,在循環(huán)系統(tǒng)中形成瘤栓并轉(zhuǎn)運(yùn)到遠(yuǎn)處靶器官,滯留于靶器官微血管中,穿出血管并形成微小轉(zhuǎn)移灶,腫瘤血管形成并在繼發(fā)組織器官繼續(xù)生長這幾個(gè)階
Tel:13901580022,E-mail:龔婕寧,博士生導(dǎo)師,
13901580022@163.com
[作者簡介]陳惠,Tel:13218061958,E-mail:1060138599@qq.com
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段
[5]
。腫瘤細(xì)胞進(jìn)入血液淋巴系統(tǒng)后就離不開血管與淋巴要表現(xiàn)在
[11-12]
:扶助正氣為主中醫(yī)調(diào)控免疫微環(huán)境;活血化
管,血管與淋巴管生成關(guān)系到腫瘤細(xì)胞能否在轉(zhuǎn)移器官安家,因?yàn)闆]有血管與淋巴管提供充足的養(yǎng)分,腫瘤細(xì)胞無法增殖,轉(zhuǎn)移灶自然無法繼續(xù)長大,腫瘤生物學(xué)證據(jù)表明,腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移高度依賴新生血管的形成,當(dāng)瘤體增長至生長、
2~3mm3時(shí),如果沒有新生血管形成,腫瘤組織將保持休眠或退化狀態(tài),因此,抑制血管與淋巴管新生是控制轉(zhuǎn)移的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
活血化瘀中藥在抗腫瘤血管新生方面具有良好療效,其機(jī)制
[6]
,“腫瘤血管新生”瘀為主中藥調(diào)控腫瘤微環(huán)境機(jī)制影響腫瘤轉(zhuǎn)移;消痰散結(jié)為主中藥調(diào)控黏附分子表達(dá)進(jìn)而調(diào)控腫瘤微環(huán)境。1.81.8.1
上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化與腫瘤轉(zhuǎn)移EMT概念
上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是指具有極性的上
皮細(xì)胞轉(zhuǎn)換成具有活動(dòng)能力、能夠在細(xì)胞基質(zhì)間自由移動(dòng)的它以上皮細(xì)胞極性的喪失及間質(zhì)特性的獲間質(zhì)細(xì)胞的過程,得為重要特征1.8.2
[13]
,這種表型的轉(zhuǎn)換允許腫瘤細(xì)胞擺脫細(xì)
EMT的發(fā)生是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、多步
主要為:抑制腫瘤血管生成促進(jìn)因子(血管內(nèi)皮生長——細(xì)胞間連接而表現(xiàn)得更具侵襲性。胞—
EMT的發(fā)生機(jī)制
驟的過程,包括細(xì)胞間黏附的喪失、腫瘤基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)的破壞以及細(xì)胞骨架的重構(gòu)而導(dǎo)致細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性增強(qiáng)和遷移的產(chǎn)生
[14]
因子VEGF、微血管密度MVD等)的表達(dá);直接抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖,如雷公藤紅素、槲皮素、白芨提取物等;抑制胞外基如蝎毒多肽提取物、姜黃質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)的活性途徑,
兩者結(jié)合可改善機(jī)體內(nèi)環(huán)素;與健脾益氣中藥的協(xié)同作用,境,抑制腫瘤血管生成。1.6
腫瘤休眠
腫瘤細(xì)胞離開原發(fā)灶到達(dá)轉(zhuǎn)移靶器官定居后可繼續(xù)生長,短期內(nèi)形成新的腫瘤灶,但并不是所有的具有形成轉(zhuǎn)移能力的腫瘤細(xì)胞到達(dá)轉(zhuǎn)移靶器官后就立即開始進(jìn)入增殖的而是部分作為靜息期的細(xì)胞定居下來,在相當(dāng)長細(xì)胞周期,
的時(shí)間內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)而不會(huì)形成新的轉(zhuǎn)移灶,即腫瘤細(xì)胞休眠
[7]
。EMT的發(fā)生涉及到多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和復(fù)雜
目前,其具體機(jī)制尚未完全闡明,可能與鈣連接的分子機(jī)制,
素、生長因子、轉(zhuǎn)錄因子及微環(huán)境等有關(guān)。
鈣連接素:鈣連接素(cadherin)是一種跨膜糖蛋白,主要cadherin,P-cadherin和N-cadherin分為E-參與細(xì)胞間的連接,
3種,cadherin被視為EMT的主要調(diào)控者,其中E-其表達(dá)的E-cadherin通過細(xì)胞內(nèi)外黏附下調(diào)是EMT發(fā)生的限速步驟,
功能,維持細(xì)胞間連接及上皮細(xì)胞諸多功能。也有專家研究N-cadherin可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移和轉(zhuǎn)移,發(fā)現(xiàn),而且其作用可cadherin介導(dǎo)的細(xì)胞間黏附作用相當(dāng)以和E-[15]
。臨床統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),患者原發(fā)腫瘤根治性切除后,可在
數(shù)年乃至數(shù)十年后再次增殖形成轉(zhuǎn)移灶,原發(fā)乳腺癌手術(shù)切除后20年間無腫瘤復(fù)發(fā)臨床癥狀的患者血液中仍能檢測到休眠腫瘤細(xì)胞,這些為腫瘤休眠提供了直接證據(jù)。
目前研究發(fā)現(xiàn),免疫逃逸是腫瘤休眠發(fā)生或激活的關(guān)鍵機(jī)制之一
[8-9]
。
生長因子:EMT的發(fā)生受多種生長因子的調(diào)控,如肝細(xì)胞生長因子(HGF)、成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)、表皮生長轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)、胰島素樣生長因子因子(EGF)、
(IGF)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)等,這些生長因子可與上皮細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合,經(jīng)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,影響細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞骨架的功能。TGF-β是在大多數(shù)癌細(xì)胞中過度表達(dá)的多功能細(xì)胞因子,其在腫瘤發(fā)展中具有雙重TGF-作用。在腫瘤發(fā)生的早期,β可抑制原發(fā)腫瘤的生長;而在腫瘤發(fā)展后期,通過促進(jìn)EMT、侵襲和細(xì)胞遷移來促進(jìn)腫瘤演進(jìn)
[16]
,“扶中醫(yī)防止腫瘤術(shù)后復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移治療上強(qiáng)調(diào)
”、“截?cái)鄠魃帷,正祛邪和腫瘤休眠有異曲同工之妙,也就是通過增強(qiáng)免疫監(jiān)視將殘癌細(xì)胞維持極低數(shù)量并且促進(jìn)盡可能多的殘癌細(xì)胞處于休眠狀態(tài),已證實(shí)健脾化瘀治療有這方面效應(yīng)。1.7
微環(huán)境
惡性腫瘤的研究與治療從原來針對(duì)單一的腫瘤細(xì)胞向微環(huán)境演進(jìn),相應(yīng)地治療也更有靶向性,目前提出了多種治療靶點(diǎn):血管生成抑制劑、信號(hào)傳導(dǎo)通路抑制劑、細(xì)胞因子抑細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)降解抑制劑、腫瘤干細(xì)胞抑制劑制劑、等
[10]
。HGF是原癌基因C-met的配體,可以通過改
[17]
cadherin的分布和活化PI3K與ERK1/2信變癌細(xì)胞表面E-號(hào)途徑而促進(jìn)腫瘤癌細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移
。IGF可以誘導(dǎo)
cadher-β-連環(huán)素從上皮細(xì)胞表面轉(zhuǎn)移到核內(nèi),同時(shí)使胞內(nèi)E-[18]
in的表達(dá)降低,促進(jìn)EMT的快速轉(zhuǎn)化。EGF可以促進(jìn)受
。
腫瘤轉(zhuǎn)移過程復(fù)雜,在轉(zhuǎn)移過程中,腫瘤細(xì)胞的游離、遷移、侵襲、適應(yīng)和重新黏附涉及到基質(zhì)降解酶和各種細(xì)胞活每一步的進(jìn)行都有微環(huán)境的參與,其中的微環(huán)境包括間動(dòng),
質(zhì)細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、不同部位的腫瘤微環(huán)境、不同部位腫瘤微環(huán)境的相互作用,另外還有各種生長因子、轉(zhuǎn)錄因子等的調(diào)節(jié),腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境之間似乎上演著正邪的斗爭,腫瘤細(xì)胞是一團(tuán)邪氣,微環(huán)境是正氣,兩者之間微妙的斗爭共同決定病情的轉(zhuǎn)向。
中醫(yī)藥通過調(diào)控腫瘤微環(huán)境穩(wěn)態(tài)從而影響復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移,主
損表皮的修復(fù)與再生,活化蛋白激酶(MAPK)及磷脂酰肌醇
[19]3激酶(PI3K-Akt)途徑,促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞EMT的發(fā)生。
還有研究表明,VEGF除參與血管生成外,也可以通過自分泌促進(jìn)腫瘤細(xì)胞EMT的發(fā)生
[20]
。
轉(zhuǎn)錄因子:轉(zhuǎn)錄因子在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中位于蛋白激酶下游,Slug,Twist,EF1/ZEB1,SIP1/ZEB2,E12/E47,目前發(fā)現(xiàn)Snail,
Smad,NF-κB等轉(zhuǎn)錄因子與EMT密切相關(guān)。Snail與Slug同屬于一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子家族,兩者不僅可以與Smad的相互作用cadherin啟動(dòng)子區(qū)的E-box連接基蛋白(sip1)競爭性結(jié)合E-
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cadherin的表達(dá)及促進(jìn)波形蛋白的表達(dá),序,抑制E-也可以T細(xì)胞因子-4(TCF-4)轉(zhuǎn)錄復(fù)合體來促進(jìn)經(jīng)由形成β-連環(huán)-EMT的發(fā)生[21-22]。Snail是引發(fā)EMT的核心轉(zhuǎn)錄因子,RTKs,TGF-Notch,Wnt,TNF-β,α和BMPs通過激發(fā)Snail進(jìn)而促進(jìn)EMT發(fā)生
[23]
1.8.3EMT的中醫(yī)藥研究中藥單體及復(fù)方表現(xiàn)出優(yōu)良的
抗EMT效果,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的有效單體有姜黃素、槲皮素、木犀草素、白藜蘆醇、丹參酮ⅡA等,復(fù)方有胃腸安、扶正抑癌方、肺巖寧等1.91.9.1
[41]
。其具體機(jī)制和上訴機(jī)制相似,多靶點(diǎn)、多
。Twist蛋白也通過與E-box序列結(jié)合
但較之放化療藥物毒副作用小、耐藥性弱。通路,
腫瘤干細(xì)胞與腫瘤轉(zhuǎn)移
概念2006年美國癌癥研究協(xié)會(huì)腫瘤干細(xì)胞研究小
[23]
cadherin的表達(dá),來抑制E-誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。ZEB1與
SIP1同屬ZEB家族,ZEB1與SIP1均能結(jié)合TGF-β信號(hào)通路Smads,Smads-smad4復(fù)并在TGF-β信號(hào)刺激下,與R-中的R-p21,p15等多個(gè)與EMT相關(guān)的基合體直接結(jié)合,調(diào)節(jié)SMA,因轉(zhuǎn)錄子
[25]
[24]
“存在于腫瘤組織中的具有無限組一致將腫瘤干細(xì)胞定義為
自我更新能力并能產(chǎn)生不同分化程度的腫瘤細(xì)胞的細(xì)
[42]
胞”。
。Lander等發(fā)現(xiàn)Ppa蛋白通過與F-box序列結(jié)合來
Snail,Slug及Sip1,調(diào)控Twist,是EMT發(fā)生的普遍調(diào)節(jié)因
。
信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié):Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是一條重要的EMTGSK-3β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,當(dāng)Wnt蛋白與跨膜受體Frizzled結(jié)合,被抑制,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的β-連環(huán)蛋白不再降解而得到積累,當(dāng)其積累到一定水平便轉(zhuǎn)移進(jìn)入核內(nèi)與轉(zhuǎn)錄因子LEF/TCF結(jié)合引發(fā)EMT的發(fā)生并激活靶基因,
[26]
1.9.2腫瘤干細(xì)胞的特點(diǎn)腫瘤干細(xì)胞兼具干細(xì)胞和腫瘤
[43]
腫瘤干細(xì)胞的特征主要表現(xiàn)為細(xì)胞兩者的特點(diǎn),:第一,
腫瘤干細(xì)胞具有無限的自我更新和分化潛能,但不受微環(huán)境腫瘤干細(xì)胞擴(kuò)增性生對(duì)腫瘤干細(xì)胞增生的抑制作用調(diào)控,
長,腫瘤干細(xì)胞數(shù)目增加。第二,腫瘤干細(xì)胞突破正常干細(xì)呈侵襲性生長,是腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)。胞遷移性的局限,
第三,腫瘤干細(xì)胞在腫瘤中的含量低,但具有高致瘤性,且對(duì)治療藥物不敏感。1.9.3
腫瘤干細(xì)胞與腫瘤轉(zhuǎn)移的機(jī)制探討
腫瘤干細(xì)胞以
其獨(dú)有的特性成功解釋了腫瘤轉(zhuǎn)移的休眠現(xiàn)象、遺傳異質(zhì)性等難題,成為腫瘤研究的熱點(diǎn)。隨著腫瘤干細(xì)胞研究進(jìn)程的推進(jìn),轉(zhuǎn)移腫瘤干細(xì)胞遷移的腫瘤干細(xì)胞
[46]
[44]
[45]
、癌前干細(xì)胞、靜止腫瘤干細(xì)胞、
。另外,Wnt信號(hào)可通過
cadherin被激活或者通過激活PI3K/Akt和ILK,下調(diào)E-抑制GSK-3β而達(dá)到積累β-MAPK/Erk也可使GSK-3β連環(huán)蛋白,失活而導(dǎo)致β-連環(huán)蛋白積累
[27]
。也有研究發(fā)現(xiàn)HMGA2,
[28-29]
SFRP4可以激活Wnt信號(hào)通路,。所以,促進(jìn)EMT發(fā)生
E-cadherin,ILK,PI3K/Akt,MAPK,HMGA2,SFRP4等都可以影響Wnt途徑,共同促進(jìn)EMT的誘導(dǎo)和維持。
microRNA:microRNA是一類長度為19~25個(gè)核苷酸的短鏈非編碼RNA,參與調(diào)控腫瘤的進(jìn)展,特別是侵襲與轉(zhuǎn)移
[30]
等概念被提出,對(duì)腫瘤干細(xì)胞的分類
更細(xì)致,功能定位更明確,認(rèn)為遷移的腫瘤干細(xì)胞是誘發(fā)轉(zhuǎn)移的主要因素。但腫瘤干細(xì)胞與轉(zhuǎn)移的機(jī)制尚待進(jìn)一步深入研究探討。
“種子”腫瘤干細(xì)胞的特性決定了的頑強(qiáng)生命力。腫瘤
[47]
分化與遷移性:Luzzi等研究發(fā)現(xiàn),盡干細(xì)胞的自我更新、
,與腫瘤EMT相關(guān)基因表達(dá)關(guān)系密切,已成為腫瘤研究
[31]
領(lǐng)域的熱點(diǎn)。越來越多的參與EMT的microRNA被發(fā)現(xiàn),如microRNA-200
,microRNA-21
[32-33]
,microRNA-203
[34]
,mi-
200,croRNA-655[35]等。研究較為透徹的是microRNA-其通過抑制ZEB1和ZEB2表達(dá)影響EMT,在發(fā)生EMT的細(xì)胞中microRNA-200表達(dá)明顯下降,microRNA-200系列的microR-NA-200a[36],microRNA-200c[37]也發(fā)現(xiàn)與EMT相關(guān)。
腫瘤微環(huán)境:腫瘤微環(huán)境是指在腫瘤細(xì)胞周圍區(qū)域中與其相互作用的非腫瘤細(xì)胞與基質(zhì),包括細(xì)胞外基質(zhì)、成纖維細(xì)胞、肌纖維母細(xì)胞以及免疫細(xì)胞等。腫瘤細(xì)胞能夠從周圍使其激活并通過細(xì)胞外基質(zhì)、生微環(huán)境中募集成纖維細(xì)胞,
長因子、血管因子和蛋白激酶等影響腫瘤細(xì)胞的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移
[38]
,管90%的腫瘤轉(zhuǎn)移細(xì)胞在開始時(shí)能從原發(fā)瘤處“逃逸”但最終到達(dá)預(yù)轉(zhuǎn)移處形成微轉(zhuǎn)移灶的卻只有不到2%的細(xì)胞,而最后能產(chǎn)生臨床上明顯的轉(zhuǎn)移灶的腫瘤轉(zhuǎn)移細(xì)胞僅為0.02%。這充分說明了腫瘤轉(zhuǎn)移是一個(gè)無效率的行為,同時(shí),這也意味著能完成這一完整過程的腫瘤細(xì)胞具備一定的內(nèi)在特性,能在轉(zhuǎn)移處的微環(huán)境中維持自我生長并大量增殖,而腫瘤干細(xì)胞正是這種細(xì)胞的最佳候選者。因?yàn)槟[瘤干細(xì)胞來源于多次突變的細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞,具有異質(zhì)性,其又有分化潛能,當(dāng)受到微環(huán)境刺激時(shí),激活靜止的腫瘤干細(xì)胞,活化、分裂、增殖,浸潤轉(zhuǎn)移,,形成轉(zhuǎn)移灶。
腫瘤干細(xì)胞的耐藥性:張英等
[48]
。另外,腫瘤微環(huán)境中與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的還有轉(zhuǎn)
化生長因子、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、趨化因子及其受體、凝血酶當(dāng)腫瘤細(xì)胞在其微生態(tài)位中與纖維原細(xì)胞、粒細(xì)胞、巨噬等,
細(xì)胞等不同基質(zhì)的細(xì)胞接觸時(shí),這些細(xì)胞能釋放信號(hào)物質(zhì)誘發(fā)EMT發(fā)生,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞侵襲力增強(qiáng)進(jìn)血管新生和孕育腫瘤干細(xì)胞相互作用的貫序過程。
[40]
[39]
將腫瘤干細(xì)胞的耐藥
機(jī)制總結(jié)為①對(duì)常規(guī)放化療的耐藥。由于腫瘤干細(xì)胞同正常干細(xì)胞一樣,處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),多處于G0期,而大多數(shù)M或G2期的細(xì)胞,細(xì)胞毒藥物治療癌癥的靶點(diǎn)都是處于S,
所以腫瘤干細(xì)胞可以逃避藥物的殺傷作用,在傳統(tǒng)的針對(duì)增殖性腫瘤細(xì)胞的各種治療中得以存活。②對(duì)免疫治療藥物的耐藥。免疫治療的靶細(xì)胞表面必須表達(dá)腫瘤特異性蛋白,而這些蛋白只能選擇性地表達(dá)于分化的腫瘤細(xì)胞,而腫瘤干
。腫瘤微環(huán)境在
促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移時(shí)主要發(fā)揮三方面的作用,抑制免疫反應(yīng)、促
。腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是腫
瘤細(xì)胞、宿主和腫瘤微環(huán)境之間一系列復(fù)雜、多步驟、多因素
·2825·
細(xì)胞并不表達(dá)這些抗原,所以可以在免疫治療中幸存。③對(duì)分子靶向藥物的耐藥。所有的這些耐藥機(jī)制,使腫瘤干細(xì)胞能在常規(guī)的腫瘤治療后存活。雖然瘤體變小、腫瘤細(xì)胞被清除,但殘留的腫瘤干細(xì)胞具有自我更新及多向分化功能,在這也適宜的條件下又可以再度增殖導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移,就是很多腫瘤患者5年之后仍會(huì)轉(zhuǎn)移的原因。
“土壤”腫瘤干細(xì)胞微環(huán)境決定了的適宜性。腫瘤干細(xì)間充質(zhì)細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)等多種細(xì)胞微環(huán)境由腫瘤血管床、
胞及組織結(jié)構(gòu)組成,其內(nèi)部的支持細(xì)胞與正常干細(xì)胞微環(huán)境是癌化的間質(zhì)細(xì)的支持細(xì)胞在表型和功能方面都不同,胞
[49]
是轉(zhuǎn)移的初始階段,發(fā)生了EMT的腫瘤細(xì)胞更具侵襲轉(zhuǎn)移能力。EMT和腫瘤干細(xì)胞學(xué)說關(guān)系密切,EMT可使腫瘤細(xì)胞獲得自我更新能力而具有干細(xì)胞的特性,從而促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞的產(chǎn)生
[51]
;腫瘤干細(xì)胞也可發(fā)生EMT成為轉(zhuǎn)移的腫瘤
干細(xì)胞從而促進(jìn)轉(zhuǎn)移的發(fā)生。將EMT和腫瘤干細(xì)胞學(xué)說相可以加快惡性腫瘤機(jī)制及其治療的研究進(jìn)程。融合,3
展望
以上多種學(xué)說并不是孤立的,而是一脈相承,逐步深入,相互聯(lián)系,越來越接近腫瘤轉(zhuǎn)移的本質(zhì)。腫瘤干細(xì)胞學(xué)說目前被普遍認(rèn)可,如果可以明確腫瘤干細(xì)胞與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移之消滅或阻斷腫瘤干細(xì)胞從原發(fā)灶通過腫瘤間隙侵間的關(guān)系,
入血管、循環(huán)系統(tǒng)血管和淋巴管并遷移定居中任何一步,使這樣便可完整切除腫瘤,提高患者術(shù)得腫瘤局限于原發(fā)灶,
后生存率和生活質(zhì)量。如果能成功開發(fā)研制靶向殺滅腫瘤干細(xì)胞的藥物,如果能改變腫瘤干細(xì)胞生存所必須的微環(huán)境,如果能阻斷腫瘤干細(xì)胞發(fā)生EMT等,如果能發(fā)現(xiàn)腫瘤干細(xì)胞的血液標(biāo)志物,惡性腫瘤轉(zhuǎn)移發(fā)生率會(huì)大大降低。
然而,腫瘤干細(xì)胞與腫瘤轉(zhuǎn)移的機(jī)制尚不明確,腫瘤干細(xì)胞的分化、自我更新、休眠或再次增殖、對(duì)炎癥因子的趨化性、對(duì)細(xì)胞毒性藥物的抵抗性都是由各種復(fù)雜的分子機(jī)制調(diào)控的。目前雖然發(fā)現(xiàn)多種惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生均伴有EMT的發(fā)生,但EMT發(fā)生涉及到多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和復(fù)雜的分子機(jī)制,其具體機(jī)制尚未完全闡明。
雖然惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的分子調(diào)控機(jī)制不甚明了,但是已經(jīng)取得突破性進(jìn)展,研究者需要堅(jiān)定信心,開拓思維,并要充分吸收中醫(yī)藥抗腫瘤的優(yōu)勢,加大中醫(yī)藥抗腫瘤的機(jī)制研究。
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。干細(xì)胞功能受內(nèi)在和外在的雙重機(jī)制調(diào)控,Wnt,
notch,shh等促細(xì)胞增殖通路參與多種干細(xì)胞自我更新功能被視為干細(xì)胞的內(nèi)在調(diào)控機(jī)制;微環(huán)境的信號(hào)因子,如調(diào)控,
BMP,TGF-β等,通過微環(huán)境細(xì)胞間的旁分泌作用調(diào)控干細(xì)胞的功能,被視為干細(xì)胞外在的調(diào)控機(jī)制
[43]
。
通常情況下,微環(huán)境通過提供抑制細(xì)胞增殖和生長的信只有在接受刺激信號(hào)后,號(hào)來保持干細(xì)胞最初的休眠狀態(tài),
可以理解為微環(huán)境的改變超過可調(diào)控限度,干細(xì)胞才活化、分裂和增殖。腫瘤干細(xì)胞微環(huán)境維持腫瘤的穩(wěn)態(tài),腫瘤干細(xì)腫瘤和人體和平相處,而一旦微環(huán)境穩(wěn)胞則處于靜止?fàn)顟B(tài),
態(tài)破壞,其又促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞的增殖分化及轉(zhuǎn)移。
中醫(yī)藥對(duì)腫瘤干細(xì)胞的干預(yù)治療。中醫(yī)藥對(duì)腫瘤干細(xì)胞的干預(yù)治療尚處于研究階段,已發(fā)現(xiàn)的干預(yù)機(jī)制有
[50]
:逆
轉(zhuǎn)腫瘤干細(xì)胞耐藥、誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞凋亡、影響腫瘤干細(xì)胞增殖分化、影響腫瘤干細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能。2
各種學(xué)說與惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)系
“解剖與機(jī)械”學(xué)說的提出理論似乎有其合理性,但對(duì)大量惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的臨床特征缺乏其合理性,如其不能解釋某些腫瘤對(duì)轉(zhuǎn)移臟腑具有親和性,而不是就近原則,也不能解釋腫瘤休眠、腫瘤遺傳異質(zhì)性、失巢凋亡抗性等現(xiàn)象。
“種子與土壤”學(xué)說在提出后的很長一段時(shí)間里未被予以足夠重視,人們過度關(guān)注腫瘤細(xì)胞,忽視了腫瘤細(xì)胞生存“土壤”。直至EMT、的微環(huán)境學(xué)說的提出,人們開始認(rèn)識(shí)到“土壤”的重要性。
腫瘤遺傳異質(zhì)性、失巢凋亡抗性、血管與淋巴管生成、腫瘤休眠等現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)增進(jìn)了人們對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的認(rèn)識(shí),也是其他學(xué)說提出的基礎(chǔ)。
“種子與土壤”腫瘤干細(xì)胞學(xué)說是學(xué)說的深化,可以認(rèn)為Paget當(dāng)時(shí)所說的“種子”可能就是腫瘤干細(xì)胞,而腫瘤干細(xì)胞的原發(fā)部位及轉(zhuǎn)移部位的微環(huán)境(小生境)就是其生長的“土壤”。腫瘤干細(xì)胞學(xué)說不僅將腫瘤轉(zhuǎn)移的各種機(jī)制串聯(lián)起來,而且對(duì)傳統(tǒng)的腫瘤治療策略進(jìn)行了一次洗禮,從殺滅腫瘤細(xì)胞向靶向殺滅腫瘤干細(xì)胞轉(zhuǎn)變,為腫瘤治療提供了一個(gè)新方向。
大多數(shù)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移伴隨EMT的發(fā)生,可以認(rèn)為EMT
·2826·
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