陈倩倩，毋永娟

(内蒙古科技大学 包头医学院 包头肿瘤医院 肿瘤内科, 内蒙古 包头 014030)

结直肠癌肿瘤干细胞标志物的研究进展

陈倩倩，毋永娟*

(内蒙古科技大学 包头医学院 包头肿瘤医院 肿瘤内科, 内蒙古 包头 014030)

CD44+、CD24+、CD166+、CD29+等参与结直肠癌的发生、侵袭和复发，表达越高预后越差，可作为结直肠癌肿瘤干细胞标志物，与其相关的信号传导通路和蛋白酶通过调节内环境也参与肿瘤的形成。通过研究肿瘤干细胞标志物可以早期诊断结直肠癌，减少肿瘤的复发，寻找治疗靶点，为结直肠癌的诊治提供突破点。

结直肠癌；肿瘤干细胞(TSCs)；标志物

肿瘤干细胞(tumor stem cells,TSCs)是存在于肿瘤组织中的一小部分具有自我更新和多向分化潜能的细胞群，能分化成表型不同的癌细胞,在肿瘤的发生发展和转归中发挥重要作用。结直肠癌是世界范围内的高发肿瘤，复发和转移是治疗失败的主要原因，研究发现这些生物学行为与组织中的TSCs密切相关。TSCs能否作为结直肠癌早期筛查和判断预后的表面标志物备受关注，本文主要从结直肠癌TSCs的分子结构、临床预后和研究价值等方面进行综述。

1 结直肠癌肿瘤干细胞的发现和临床预后

1.1 CD44

人类CD44基因位于11号染色体短臂13区，全长50 kb，由20个外显子组成，每个外显子的长度从70～210 bp不等，被称为透明质酸酶受体。CD44是一种细胞跨膜蛋白，可以与小分子透明质酸结合，参与细胞信号传导通路，促进肿瘤血管内皮增殖，还可以介导淋巴细胞归巢、向炎性部位和黏膜相关淋巴组织归位；此外，CD44能使肿瘤细胞逃避宿主免疫系统的防御和监视功能[1]。

研究发现结直肠癌中每至少100个细胞中就会有一个CD44+的TSCs具有致瘤性[2-3]，取结直肠癌组织中一个CD44阳性细胞，在体外可以培养成类似原发癌的肿瘤组织。研究者用RT-PCR和分子杂交技术研究发现，每毫升外周血中含有10个恶变细胞时可见异常表达的CD44基因条带，将抗CD44v6单抗与肿瘤细胞同时注入裸鼠体内,可延缓甚至完全阻断其淋巴结和肺转移灶形成[4]。最近科学家在研究结直肠癌患者无病生存期和疾病特异性生存期时发现，CD44免疫表达仅与淋巴结转移有关，能独立预测淋巴结转移。

1.2 CD24

人类CD24基因定位于染色体6q21，它的cDNA包含一个短的开放读码框(231 bp)以及一个长的3′非翻译区(UTR区)(1.5 Kb)，且UTR区的二核苷酸缺失能够影响CD24的mRNA稳定性。CD24是一种糖基化的磷脂酰肌醇细胞表面蛋白，介导癌细胞与吞噬细胞、活化血小板和血管内皮细胞结合，随着血液和淋巴系统循环迁移至远方，导致肿瘤的侵袭和远端转移[5-6]。曾有研究者用流式细胞仪观察到组织外周血中CD3+细胞CD24荧光强度，发现其表达量与结直肠癌有关。在结直肠癌动物模型体内注入隐匿HT29或Colo357细胞的siRNA，7～10 d内可形成肉眼可见的肿瘤；在标准的化疗方案中加入抗CD24抗体，则发现肿瘤生长得到抑制[7]。因此推断CD24可以作为治疗结直肠癌的目标靶点。

1.3 CD166

CD166位于人染色体3q13.1-q13.2，由583个氨基酸组成，含27个氨基酸信号肽，500个氨基酸胞外功能区，24个氨基酸跨膜功能区和32个氨基酸胞质区。CD166是淋巴细胞抗原CD6的配体，属于免疫球蛋白基因超家族，两者相互作用介导免疫细胞的黏附，在结直肠癌上皮细胞分布呈异质性。研究发现CD166在结直肠癌中的表达水平明显比正常黏膜高，所有结肠腺瘤也有胞质表达，同时发现胞膜表达CD166的患者生存期更短，从而说明CD166的过表达与结直肠癌的发生、发展及恶性转化密切相关。有人证实CD166表达与病理分级及侵袭深度有关，与结直肠癌患者的性别、年龄、直径、淋巴结转移及Dukes分期无关[8]。

1.4 CD133

CD133的相对分子量为120 ku，5次跨膜糖蛋白，表达在正常造血系统、内皮细胞、神经上皮细胞[9]。它包括细胞膜外的氨基末端、2个短的细胞内环、2 个长的细胞外环以及细胞内的羧基端。CD133是TSCs标志物之一，通过结直肠癌干细胞上的抗原表位CD133识别肿瘤发生。AC133表位的隐藏性高，不易被抗体接近，可能是由于糖基化和折叠蛋白的差异[10]。把培养的原发和肝转移结直肠细胞“癌球”植入NOD/SCID小鼠可见其导致肿瘤发生，约每16个CD133+细胞中有一个可以成球，每250个CD133-细胞有一个成球，提示CD133+较CD133-更有作为结直肠癌干细胞表面标志物的说服力[11]。学术界同时存在相反的观点，研究者建立了小鼠CD133lacZ/+模型，即在小鼠的CD133基因启动区域敲进通讯基因lacZ，发现CD133广泛表达在成年鼠结肠上皮细胞，不只局限于干细胞。使用Il10-/-CD133lacZ小鼠模型发现结肠的慢性炎症也可致结肠癌发生。研究员又把体外培养的CD133+和CD133-转移瘤亚群“癌球”植入NOD/SCID连续异种移植模型，发现可形成肿瘤，而且CD133-细胞形成的肿瘤更具侵袭性[12]。因此，CD133作为结直肠癌TSCs标志物受到挑衅。

1.5 CD29

CD29即整合素亚基β1，整合素是由α和β两个亚基组成的异二聚体，β亚基的胞质区含有Asp-X-Sev-X-Sev序列，CD29与基质蛋白结合，通过酶促级联反应提高FAK激酶活性，同时激活Ras-ERK信号途径，保护细胞不发生凋亡，从而调节细胞增殖。研究者在结肠肿瘤干细胞中发现了表达高水平的CD24和CD29，随后，采用ASODN技术观察发现，人细胞β1整合素表达下调能明显抑制HT-29细胞的增殖，联合应用化疗药物，可降低化疗药剂量，减少其不良反应，并增强癌细胞对化疗的敏感性[11,13]。

1.6 其他

人类的ALDH1基因位于9q21，由53×103个碱基对构成，包含13个外显子，共编码501个氨基酸,是表达在隐窝细胞基底部的干细胞，激活的ALDH1+细胞易触发肿瘤。研究者把500个ALDH1+ESA+细胞置入NOD/SCID小鼠，30 d内就能形成肿瘤，而10 000个ALDH1-ESA+细胞在50 d内仍无法致瘤[14]，研究统计ALDH1表达与结肠癌患者年龄、性别、分化程度、侵袭深度、淋巴结转移以及Duke’s分期无关，但与预后有关，表达越低预后越好。EpCAM即CD326，是GA-733-2基因编码、相对分子质量40 000的糖蛋白，表达在上皮细胞的基底侧，其表达与淋巴结转移、肿瘤边缘侵袭、N分期有关，与T分期、G分级、肿瘤部位、局部复发、远处转移以及生存期无关[15]。研究者在结直肠癌中分离出CD26+细胞，将其注入小鼠盲肠壁后发生远处转移，在侵袭性和耐药性方面都强于CD26-细胞[16]。同年，研究发现丝氨酸-苏氨酸激酶在结肠干细胞中高表达，而且基因下调导致结肠癌干细胞成瘤及转移能力下降[17]。研究者在建造的小鼠模型中还发现隐窝干细胞表达Wnt通路靶基因Lrg5可触发肿瘤，且Wnt通路活性越高，其癌基因克隆致瘤能力越强[18]。现在Lgr5识别结肠肿瘤干细胞的研究还不成熟，需等待用于分离Lgr5+肿瘤细胞的可靠抗体产生，用于今后结直肠癌的靶向治疗[19]。

2 结直肠癌的发病机制

结直肠癌的发病机制主要有：机体内抑癌基因的失活及致癌基因的激活；多种蛋白分子参与的信号传导通路；肿瘤微环境的促进作用；TSCs的增殖、分化和转移。

3 结直肠癌肿瘤干细胞的研究价值

目前对于结直肠癌的药物治疗主要是常规和一些分子靶向药。常规化疗药主要针对分化了的构成肿瘤实体主要成分的肿瘤细胞，没有顾及到TSCs，这也是经过化放疗，很多实体肿瘤仅得到部分缓解的原因。而结直肠癌TSCs较非肿瘤干细胞有更强的耐药、抗凋亡和侵袭能力，经过治疗干预后处于近乎休眠状态，容易逃避化疗药的杀伤，成为癌症复发转移的根源。

随着西妥昔、贝伐等单抗的应用，结直肠癌患者的生命得到普遍延长，但复发仍不可避免。究其原因，研究者认为主要是由于结直肠癌TSCs通常能逃避常规化疗药而存活，诱发最微小的残留性病变。因此TSCs的研究对肿瘤发展有决定意义，作为维持肿瘤生长和侵袭的细胞群之一，是创新疗法可选择的靶点[20]之一。

4 展望

最近的数学模型提示：TSCs的致瘤性与其数量成正比[21],这与本综述的结论相似，即结直肠癌TSCs表达阳性，且阳性程度越高患者预后越差，但学术界对结直肠癌TSCs的特异性仍有争议，需要制定统一的判断标准进行大规模的实验得出最终结论，寻找到可以作为结直肠癌治疗靶点的TSCs，结合药物靶向，使之对正常干细胞没有损伤，早日实现“消除肿瘤干细胞,阻止肿瘤进展，治愈肿瘤”的目标。

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Research progress in the study of biomaker of colorectal cancer stem cell

CHEN Qian-qian, WU Yong-juan*

(Dept. of Oncology, Baotou Cancer Hospital，Baotou Medical College，Inner Mongolia University of Science and Technology，Baotou 014030, China)

CD44+,CD24+,CD166+andCD29+as colorectal cancer stem cell markers are related to colorectal cancer incidence, invasion and recurrence, the higher expression of the worse prognosis. At the same time, the associated signal transduction pathways and proteases can adjust internal environment and involve in tumor formation. Based on studies of colorectal cancer stem cell surface markers, the early presence of the tumor can be detected, tumor recurrence are reduced, and find targets and breakthrough in diagnosis and treatment of colorectal cancer.

colorectal cancer;tumor stem cells(TSCs); maker

2013-06-03

2013-09-26

内蒙古自治区自然科学基金(2011MS1135)

*通信作者(correspondingauthor)： yongjuan1052@sina.com.cn

1001-6325(2014)03-0422-04

短篇综述

R735.3+4

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