罗晶婧，廖 雪，廖端芳，何 丹，何迎春

(1.湖南中医药大学药学院，湖南 长沙410208;2.湖南中医药大学中西结合学院，湖南 长沙410208;3.湖南中医药大学医学院，湖南 长沙410208)

当前针对恶性肿瘤的治疗策略具有一定的局限性，治疗无效的情况经常出现。多数恶性肿瘤治疗失败的原因是对化疗和放疗的抵抗以及肿瘤复发或转移。这些问题的出现与肿瘤干细胞(cancer stem cell，CSC)密切相关，而很多治疗方法对大部分时间处于静止状态的CSC 无效，并且也不是有选择性地针对肿瘤细胞，对健康组织也产生一定的伤害，故肿瘤患者通常会面临复发和转移的风险。因此，如何消除CSC 成为治疗恶性肿瘤的关键。

近年来，多种以直接杀灭CSC 或改变滋生CSC 微环境为目标的治疗策略已被设计出来。表面标志物的微妙差异和信号通路的变化都成为了治疗靶标的研究热点。研究人员已经发现多个潜在的CSC 治疗靶标，包括ABC 家族、抗凋亡因子和各类致癌信号通路(如Wnt/β－蛋白、Hedgehog 和Notch 通路等)。靶向肿瘤细胞亚群自我更新、转移的能力和耐药性、抗辐射性的治疗策略可以有效治疗恶性肿瘤。因此，本文简要介绍了CSC 模式，总结了专门靶向CSC 的治疗策略。

1 CSC 模式

关于肿瘤的无限增殖和肿瘤异质性，已有2 种不同的模式可以解释:CSC 模式和克隆进化模式。CSC模式认为在实体肿瘤中存在一种肿瘤细胞亚群，该亚群细胞具有类似干细胞的功能，克隆潜力高，具有形成肿瘤的能力，所以将其称为CSC。CSC 模式认为:肿瘤的启动、发展、转移和复发，主要取决于肿瘤中稀少的CSC;同一肿瘤中不同肿瘤细胞之间的异质性和层次结构是由CSC 的不对称分裂所导致。在这个模式中，肿瘤是由多层肿瘤细胞组成的高度层次化的结构，其中具备独特自我更新能力的细胞群位于该层次结构的最顶部，而其他包括大部分肿瘤细胞在内的所有细胞都由CSC 分化形成［1］。Gregory Driessens 等［2］通过遗传谱系示踪法发现良性乳头状瘤中大多数肿瘤细胞只有有限的增殖潜能，仅有一小部分具有长期存活的能力，其增殖产生的后代占据了肿瘤的绝大部分。

关于肿瘤的形成，克隆进化模式［3］认为:首先，某个功能正常的细胞被诱导或自发的发生基因变异引起了肿瘤细胞的异常增殖;随后，肿瘤细胞的随机基因变异产生带有适应性的新突变细胞。紧接着，这些变异细胞群接受了选择性淘汰:绝大多数基因变异的细胞不是在资源竞争中被淘汰，就是被机体免疫细胞消灭，只有极个别向着有利于选择肿瘤细胞方向发展的变异细胞存活下来，从而发展成了占主导地位的肿瘤细胞亚群。这一模式类似于达尔文的自然选择学说。通过这一系列多样性和选择性循环，肿瘤不断发展，最终形成了恶性肿瘤。其中所有肿瘤细胞的增殖潜力是等效的，都发挥了促进肿瘤异质性和维持肿瘤存活的作用;基因变异导致子克隆的多样性，最终形成了肿瘤发展过程中肿瘤细胞间的异质性。

总体来说，CSC 模式提出肿瘤中存在固有的具有自我更新、分化、增殖能力的CSC，肿瘤异质性由CSC分化引起。其强调普通肿瘤细胞和CSC 的不同功能，却没有考虑细胞内的基因变异产生基因多样化的子克隆。而克隆进化模式侧重于关注基因变异引起的肿瘤异质性，却忽略了单个细胞克隆可能发生的功能变化。这2 种模式并不是相互排斥的，肿瘤细胞包括CSC 自身，在肿瘤的生长过程中，也要经历基因变异和选择，发生克隆进化。

1997年，Bonnet 等［4］从人急性髓细胞性白血病(acute myelogenous leukemia，AML)细胞中分离出了少量特异性表达表面标志物CD34+和CD38－的白血病干细胞，并将其移植到非肥胖型糖尿病/重症联合免疫缺陷(NOD/SCID)鼠体内，结果发现这些仅占肿瘤细胞总数0.2%的细胞形成了稳定的肿瘤，这项研究通过移植实验有力地证明了CSC 的存在性。随后，CSC在不同实体瘤中的存在被广泛报道:包括肺癌、结肠癌、前列腺癌、卵巢癌、脑癌和黑素瘤等。

2 CSC 的表面标志物

2.1 CSC 的表面标志物 由于CSC 与肿瘤形成、发展、转移和耐药性有着密切联系，如何从肿瘤细胞中分离出这些细胞成为需要深入研究的课题。研究表明，利用一些特有的表面标志物可以从肿瘤细胞和正常干细胞中鉴定出CSC。现在，最普遍用来鉴别CSC 的方法是借助流式细胞仪，根据细胞表面的特殊标志物和细胞内的分子进行荧光激活来筛选细胞。

最先发现也是研究最透彻的干细胞白血病干细胞(leukemia stem cells，LSCs)特异表达CD34+和CD38－表面标志物。尽管正常造血干细胞和白血病干细胞都出现了CD34 表达的增加，但是CD38 表达的减少仍然可以使白血病干细胞区别于正常造血干细胞。随后，越来越多选择性较好的白血病干细胞的表面标志物被发现，联合运用这些表面标志物使白血病干细胞的鉴别更准确。比如，在白血病干细胞中能同时出现CD34+、CD38－、HLA-DR－、CD71－、CD90－、CD117－和CD123+的特异表达，而在正常造血干细胞中没有［5］。Shen 等［6］发现鼻咽癌干细胞可能存在于CD44+肿瘤细胞群中。他们证实了CD44+细胞比CD44－细胞有更强的增殖能力和致瘤潜力。这表明，CD44+可作为寻找鼻咽癌干细胞的重要表面标志物。

在实体肿瘤方面，在NOD/SCID 小鼠上接种具有ESA+、CD44+、CD24－/low Lineage－的细胞群比其他细胞群具有更强的成瘤能力，将具有这种表面标志物的细胞认定为乳腺癌干细胞。最近，Qiu 等［7］在NOD/SCID 小鼠上分别接种了CD34+、CD38－、CD123+、N－钙黏蛋白+细胞群和CD34+、CD38－、CD123+、Tie2+细胞群，成功诱发了白血病。这提示，在白血病发展过程中，N－钙黏蛋白+和Tie2+可以作为鉴定白血病干细胞的重要表面标志物。

尽管对CSC 表面标志物的研究已经取得一定的进展，但是仍然有很多问题没有解决:不是所有的肿瘤都表达标志物，而且一些非CSC 的肿瘤细胞也可能表达标志物。因此，CSC 的表面标志物可以用来鉴别富含CSC 的肿瘤细胞亚群，但未必能明确分离出所有的CSC。按照不同的肿瘤类型，本综述汇总了部分CSC表面标志物(表1)。

表1 不同肿瘤类型的CSC 表面标志物

2.2 靶向细胞表面标志物 为了提高治疗策略的针对性，研究人员选择性靶向肿瘤表面标志物、抗肿瘤表面标志物的配体或抗体。开发靶向CSC 的单克隆抗体已成为了研究的热点。目前，已开发出一种名为“吉妥珠单抗奥唑米星”的人源抗CD33 的小鼠单克隆抗体与细胞毒性剂阿奇霉素的合成制剂，并广泛用于治疗AML［19］。因为表面标志物在正常干细胞和CSC中的表达水平存在差异，所以表面标志物可作为治疗肿瘤的特异性靶标。如人AML 干细胞的表面标志物CD44、CD123 和免疫球蛋白黏蛋白TIM-3 已成为治疗AML 的靶标［20－22］。用这些细胞表面标志物的抗体治疗AML 都显著降低了白血病免疫原性，并根除了小鼠体内的CSC。在急性淋巴细胞白血病细胞中，以CD47为靶标的CD47 抗体的表达水平比在正常细胞中的表达水平高得多，这使CD47 抗体可有效杀死白血病干细胞。最近，用CD47 的单克隆抗体与阿糖胞苷联合治疗髓细胞性白血病模型NOD/SCID 鼠，显著消除了白血病细胞和AML 干细胞，显示出较好的临床研究价值［23］。在处理乳腺癌MCF-7 细胞中，研究人员将CD44 抗体与金纳米棒结合，靶向显出CSC 特征的CD44+细胞，并以光照烧蚀CD44+细胞。这样，被烧蚀的细胞吸收近红外光，增加了指定位置的局部温度［24］。

此外，肺癌、乳腺癌、神经胶质瘤CSC 都高表达CD133，而且CD133 高表达患者的临床预后较差，外周血单核细胞CD133 的mRNA 表达水平与胃肠道间质瘤患者的治疗反应有关，Feng 等［25］认为定量检测外周血单核细胞CD133 的mRNA 水平可以鉴定、预测肾透明细胞癌患者的癌转移和复发情况，这将便于按照风险等级对患者进行分组从而采取针对性的辅助治疗。因此，靶向CD133 的治疗方案具有良好的研究前景。胶质母细胞瘤中CD133+肿瘤细胞群显示出CSC样特性，现已被公认为胶质母细胞瘤CSC。先联合使用碳纳米管与抗CD133 的单克隆抗体，再用近红外激光照射，能选择性地靶向CD133+胶质母细胞瘤细胞，并最终利用碳纳米管的光热杀死靶细胞［26］。胶质细胞瘤神经球中的短发夹RNA 能破坏CD133 的表达，削弱神经干细胞的自我更新能力和致瘤的能力［27］。

3 CSC 与ABC 转运体

3.1 ABC 转运蛋白 ABC 转运家族的作用是通过水解ATP，将各种在结构上不相关的小分子，如细胞毒性药物和色素，排出细胞外的膜转运体。正常干细胞和CSC 都出现高水平表达ABC 转运体的现象。这导致进入CSC 的大部分化疗药物和细胞毒性药物外排，显著减少了药物在细胞内的蓄积，降低了细胞间的药物浓度，使CSC 能成功抵抗现有的肿瘤疗法，从而最终出现较强的多药耐药性(multidrug resistance，MDR)。ABC 转运家族中有许多成员是耐药蛋白，包括多药耐药蛋白(MRPs/ABCC)，乳腺癌耐药蛋白(BCRP/ABCG2)和P－糖蛋白(P-gp/ABCB1)［28］。通过Hoechst 33342 染色细胞可以检测到CSC 中ABC 转运体的高表达。有少部分细胞高水平表达ABC 转运体的同时外排Hoechst 色素，这部分细胞被称为侧群细胞(SP细胞)。很多细胞系和肿瘤中都包含SP 细胞，在肿瘤发生过程中，SP 细胞比非SP 细胞发挥更重要的作用。

3.2 靶向将药物外排的转运蛋白 ATP 泵引起的抗肿瘤药物外排是产生化疗抵抗的主要原因，研究者已经设计了许多方法来避免、中和、甚至利用药物外排泵克服耐药性。目前已开发了几种与ABC 转运蛋白相互作用以抑制MDR 的药物制剂。

首先发现的P-gp 外排泵(ABC 转运蛋白家族中的一员)的抑制剂是维拉帕米，它常用于SP 分析中阻止Hoechst 的色素外排。维拉帕米和其他抗肿瘤的药物(如阿霉素，紫杉醇或长春新碱)联合运用已显示出较好的治疗效果。Khdair 等［29］发现，同时将亚甲基蓝(一种P-gp 抑制剂)和阿霉素作用于带有腺肿瘤的同系BALB/c 小鼠，可以使药物在小鼠病灶内的蓄积显著增加，从而加速肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的增殖，减缓肿瘤生长并显著提高动物的存活率。

还发现了很多新的ABC 转运蛋白抑制剂，如同时抑制P-gp 和MRP1 的MS-209、VX-710 和Tariquidar等［30］。MS-209 克服MDR 方面的试验已经在乳腺癌和其他实体瘤上显示出可喜的效果。有关Tariquidar和多西紫杉醇的复合物用于治疗复发性和转移性卵巢癌、宫颈癌、肺癌、肾脏恶性肿瘤的抗肿瘤研究正在进行。Tariquidar 与阿霉素、依托泊苷、米托坦和长春新碱结合对原发性、复发性和转移性肾上腺皮质癌的抗肿瘤作用也正在研究中。

另一种靶向ABC 转运体的策略是调节这些转运蛋白的表达水平。多壁碳纳米管能通过抑制c-Myc 原癌基因，下调人结肠腺癌Caco-2 细胞中的P-gp/ABCB1 和ABCC4/MRP4 的表达，克服肿瘤耐药性，从而抑制肿瘤生长。这也为进一步开发出以碳纳米管为载体、克服ABC 转运体相关的MDR 的药物递送系统提供了可能［31］。

4 CSC 与关键信号通路

4.1 与CSC 相关的关键信号通路 信号传导网络的调节异常对于CSC 保留干细胞特性起着极其重要的作用。涉及调控CSC 和正常干细胞自我更新和分化的通路包括NF-κB、PTEN、JAK/STAT、Wnt/β-catenin、PI3K/AKT、Hedgehog、Notch 等。

NF-κB 是一种调节多类基因表达的转录因子，当细胞遭受刺激(如来自细胞因子、微生物抗原、自由基和紫外线照射的刺激)时，NF-κB 参与细胞的刺激应答。转录因子NF-κB 与肿瘤发生的多个方面相关，包括通过增加生存因子的表达，抑制细胞凋亡。许多恶性肿瘤中都发现了NF-κB 的异常调节，包括淋巴瘤、白血病、乳腺癌结肠癌、肝癌、胰腺癌、前列腺癌和卵巢癌。NF-κB 的异常活化能导致恶性肿瘤的发生和发展，引起化疗耐受、慢性炎症和自身免疫性疾病［32］。

Notch、Hedgehog 和Wnt 信号通路在维持CSC 的生存中发挥了关键作用。Abel 等［33］发现，在人胰腺癌CSC 中，Notch 信号通路上的信号分子的表达被提升。而阻断Notch 信号传导，胰腺癌CSC 的比例降低，肿瘤生长得到抑制。Hedgehog 信号通路中最主要的Sonic Hedgehog 通路，能通过诱导Snail 基因表达，促进未分化甲状腺癌CSC 的自我更新［34］。靶向Hedgehog 通路的几种药物制剂都显示出可喜的临床前试验结果，目前正处于I 期和II 期临床试验阶段。Wnt 信号通路与维持CSC 的干细胞特性也有关。Wnt 信号通路对于维持成熟CSC 的自我更新和分化之间的平衡起着至关重要的作用。各种恶性肿瘤都存在异常的Wnt/βcatenin 信号，例如白血病、结肠癌、上皮细胞癌、乳腺癌和皮肤癌。目前，Wnt 信号通路的功能在结肠癌中研究得最深入。结肠癌是由腺瘤性结肠息肉病基因缺陷性突变而引起的，该缺陷性突变会导致β-连环蛋白的不恰当的稳定化，从而激活Wnt 信号级联下游各细胞生长因子，进而诱导上皮细胞转化。

JAK/STAT 信号通路也与肿瘤的发生有关。v-Abl是一种较强的非受体酪氨酸激酶，其可以通过影响JAK/STAT 通路，诱导pre-B 细胞的恶性转化。在上游信号分子v-Abl 的影响下，JAK/STAT 信号通路已被证明能通过诱导PIM-1 和PIM-2 激酶，作用于pre-B 细胞，在pre-B 细胞的恶性转化中发挥重要作用。此外，JAK2-V617F 突变已被证明是促进造血细胞恶性转化的关键因素。细胞因子信号转导抑制蛋白家族(suppressor of cytokine signaling，SOCS)能介导JAK/STAT信号通路的负调控。因此，克服SOCS-1 和SOCS-3 的调节作用是激活JAK/STAT 信号传导通路并促进肿瘤形成的必要因素。有研究［35］已证明JAK/STAT 信号传导可由Bcr-Abl 激活，Bcr-Abl 是一种导致慢性粒细胞白血病的酪氨酸激酶，能导致SOCS-1 和SOCS-3 的酪氨酸磷酸化，从而削弱这些蛋白抑制JAK/STAT 信号转导通路激活的能力。

PI3K/AKT 信号通路与多种肿瘤相关，包括AML和慢性粒细胞性白血病。AKT 信号的激活对于细胞转化和肿瘤形成至关重要。含有E17K 突变的AKT1在v-Abl 介导的细胞转化中起着重要的作用，该突变提高了Bcl-2 蛋白水平、加剧了促凋亡蛋白BAD 的磷酸化作用，进而增强了抗凋亡作用。此外，PI3K 通路的其他成员(如PTEN 和mTOR)也对维护白血病干细胞的存在发挥了作用。在包括T 细胞急性淋巴细胞性白血病、前列腺癌、黑色素瘤、胶质母细胞瘤和子宫内膜癌等在内的多种恶性肿瘤中，PTEN 基因以沉默或缺失的形式发生了突变。

4.2 靶向关键信号通路 抑制NF-κB 可大大降低化疗耐药性，靶向NF-κB 的抑制剂可以介导抗肿瘤反应、增强肿瘤细胞对抗肿瘤药物的敏感性。姜黄素是NF-κB 的强效抑制剂，对NF-κB 相关通路的抑制作用常常能引起细胞凋亡反应。这一点为进一步阐明姜黄素和各种抗肿瘤药物联合运用的潜在作用，建立更有效低毒的肿瘤治疗方法开辟了道路。姜黄素可以通过抑制MRP 水平、激活细胞凋亡通路，从而削弱多药耐药性。此外，葡萄籽原花青素能通过下调NF-κB 活性，阻滞P-gp 的功能和表达，并逆转与P-gp 有关的MDR［36］。没食子酸乙酯能通过调节PI3K/Akt 通路，抑制其下游靶标，如NF-κB 的P-65、Bcl-2/Bax、MMP2和MMP9，从而抑制乳腺癌细胞的增殖和侵袭［37］。

针对Notch 信号通路的单克隆抗体展现出诱人的研究前景［38］。如Notch1 基因抑制剂可以显著降低CD44+CD24－ow亚群的表达水平，并能降低乳腺癌细胞脑转移的发生率。

肺癌发生和发展过程中Wnt 信号的异常活化与Wnt 的配体、受体、调节因子、TCF/LEF 的依赖性转录都有关。因此，我们可以从不同途径，设计出多种靶向Wnt 通路的治疗策略。由于非小细胞肺癌中Wnt 信号通路异常活化的共同机制是启动子甲基化引起Wif-1的沉默，使用脱甲基化剂或重组载体来恢复Wif-1 的表达是一种可行的治疗方法。miRNAs-29 家族(miR-29A、29B 和29C)通过使Wif-1 脱甲基化，抑制Wnt 通路，诱导细胞凋亡，并抑制非小细胞肺癌细胞增殖［39］。

β-catenin 的高表达与CSC 在结肠癌中的致瘤性相关。小分子抑制剂姜黄素通过强效抑制Wnt/β-catenin 信号直接靶向乳腺癌MCF-7 细胞株CSC，影响CSC 的自我更新功能，抑制CSC 增殖。姜黄素还能通过抑制Rac1/PAK1 信号通路、MMP-2 和MMP-9 的表达抑制肺癌细胞的迁移和侵袭［40］。

将小分子Hedgehog 通路拮抗剂作用于人胰腺癌细胞原位异种移植小鼠时，不仅抑制肿瘤的全身性转移，而且还能显著抑制ALDH 阳性细胞(胰腺癌中的起始肿瘤细胞群)。环巴胺是一种SMO 信号传导抑制剂，能抑制Hedgehog 通路，并且能够抑制乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌和脑癌在体外和体内的生长、侵袭和转移;环巴胺还可以与吉西他滨产生协同作用，减少乙醛脱氢酶高的胰腺癌干细胞数量;环巴胺和替莫唑胺的结合使用也可降低体内神经胶质瘤干细胞的肿瘤块［41］。目前，新合成的包含了Vismodegib(SMO 信号路抑制剂)和Vorinostat(组蛋白脱乙酰基酶抑制剂)结构元件的嵌合化合物NL-103，能同时显著抑制HDAC和Hedgehog 通路，可能成为临床有效的Hedgehog 通路抑制剂［42］。

5 CSC 凋亡信号与诱导

5.1 CSC 相关凋亡信号 细胞凋亡是一种由基因控制的细胞自主性死亡，又叫细胞程序性死亡。凋亡过程实际上是机体在不改变组织功能的情况下，将内受损细胞和不需要细胞快速、无害、清除的过程。与坏死相比，细胞凋亡只在分散的单个细胞中发生，且需要能量才能发生。凋亡进程分为3 个阶段:诱导期、效应期和降解期。在诱导期，细胞接受各种信号从而引发各种不同的效应:进入效应期后，细胞经受一些决定细胞命运(存活或死亡)的分子调控点的调节，进入不可逆的程序化死亡。这些调控分子包括一系列原癌基因和抑癌基因;降解期则产生可见的细胞凋亡现象。

哺乳动物细胞凋亡可通过2 种途径诱导，分别为外源途径和内源途径。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)在凋亡中扮演着重要角色。在内外源途径激活下，Caspase 家族引起一系列细胞变化，如染色质凝聚、DNA 断裂、膜起泡和细胞皱缩。外源途径由细胞外凋亡配体与细胞表面受体之间的结合而触发。细胞表面的受体包括死亡受体、神经生长因子受体和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(tumor necrosis factor related apoptosis-inducing ligand，TRAIL，或称Apo2L)受体。内源途径，也称线粒体途径，可由多种能触发细胞损伤和DNA 损伤的应激信号激活，这些应激信号包括电离辐射、细胞毒性剂的作用和生长因子失活。线粒体的通透性是诱导内源性凋亡级联的关键，其由Bcl-2 家族蛋白介导。当细胞受到凋亡刺激时，线粒体释放凋亡蛋白Smac 到细胞质中，后者与凋亡抑制蛋白(Inhibitor of apoptosis proteins，IAPs)结合，使其丧失抑制Caspase 活性的作用，从而促进细胞凋亡。所有肿瘤起始细胞都是通过逃逸死亡信号存活下来的，而且CSC 也是通过在化、放疗中逃逸死亡信号而最终存活下来的。由此可见，运用细胞凋亡机制来根除肿瘤起始细胞的治疗方法具有巨大的研究潜力。

5.2 CSC 凋亡诱导 肿瘤细胞凋亡信号通路由众多的枢纽蛋白调控，随着对CSC 凋亡调控信号认识的不断深入，特异性靶向关键信号分子的凋亡诱导剂不断涌现。下面列举了一些潜在的诱导细胞凋亡的生物标志物及其靶向治疗方法。

TRAIL 在细胞表面与其相应的死亡受体结合可以触发外源性凋亡途径。TRAIL 介导的凋亡是通过与2种细胞表面死亡受体TRAIL-R1 和TRAIL-R2 的结合实现的。在体外实验和在多种人类肿瘤的小鼠模型中，TRAIL 能诱导肿瘤细胞凋亡。目前几种重组的TRAIL 受体激动剂和IAPs 正处于I、Ⅱ期临床试验阶段［43］。

IAPs 家族(如Survivin、Livin)是一类内源性的细胞抑制因子，其高表达能抑制细胞凋亡，且这种抗凋亡作用与肿瘤的发生、发展密切相关。在胰腺癌中，通过干扰肿瘤细胞内的RNA 靶向XIAP，提高了细胞凋亡的敏感性，增强了抗转移作用［44］。肿瘤组织中，Survivin 的水平升高和不良预后关系密切:细胞质池中高水平Survivin 常显示预后不良，但Survivin 在细胞核池水平高却提示预后良好。结肠癌干细胞中，Survivin 是由IL-4 信号通路调节的。用STAT6 阻滞剂Leflunomide 阻滞IL-4 介导的信号转导，能升高细胞核池Survivin 的水平。这可能是因为IL-4 的抑制下调了Survivin 的表达和改变了其定位，从而使细胞核池中的Survivin 提高，并以这种方式增加CSC 的化疗敏感性［45］。

6 CSC 与肿瘤微环境

6.1 肿瘤微环境 体内微环境由不同类型的基质细胞、血管细胞、炎症细胞构成。肿瘤与体内微环境之间是相互依赖的。这些肿瘤微环境里的各类正常细胞创造了一个滋养并保护CSC、防止CSC 在药物诱导下发生细胞凋亡的微型温床。其不仅对肿瘤的生长、维持、侵袭及血管生成起着必不可少的作用，而且深刻影响着肿瘤治疗初期反应、肿瘤复发和耐药性的发展。例如，在B 细胞恶性肿瘤中，骨髓和次级淋巴器官的组织微环境中附带的基质细胞，通过促进恶性B 细胞的生长、增殖和增强其耐药性，加速肿瘤的进展［46］。内皮细胞提供Notch 依赖性肿瘤微环境，可促进乳腺癌细胞的生长，增强干细胞性和转移性［47］;单核细胞和巨噬细胞通过近分泌信号创造了适宜乳腺癌干细胞生长的微环境［48］。Su 等［49］报道骨髓微血管内皮细胞分泌的IL-3 可促进AML 胚细胞的增殖并引起凋亡抑制，表明CSC 的存活依赖于其微环境，靶向CSC 生存所需的微环境成为肿瘤治疗的又一种选择。

6.2 靶向肿瘤微环境 由骨髓基质细胞分泌的基质细胞衍生因子1(stromal cell-derived factor 1，SDF-1/CXCL12)及其受体CXCR4 之间的相互作用［50］。CXCR4 可以引导白血病细胞运回骨髓微环境中，骨髓微环境中分泌CXCL12 确保白血病细胞与骨髓基质细胞紧密接触，从而刺激细胞生长并激活化疗耐药性的信号。CXCR4 拮抗剂，如普乐沙福和T14003 等，可削弱黏合着的肿瘤－基质间的相互作用，诱导白血病细胞从骨髓基质微环境中转移出来，从而增加细胞对细胞毒性药物的敏感性。这种靶向CXCR4-CXCL12 轴治疗白血病的新方法正处于临床试验阶段。

肿瘤血管生成也与CSC 生存和耐药性有关。血管破坏剂(vascular disruption agents，VDA)能引起肿瘤血管闭塞，使肿瘤细胞缺氧坏亡，是具有极大潜力的治疗方法。BNC105 是一种新型VDA，属于微管蛋白聚合抑制剂，能使荷瘤小鼠体内的肿瘤逐渐消退，选择性破坏肿瘤血管并发挥单药抗肿瘤作用［51］。此外，血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)也与微血管形成和肿瘤生长存在一定的关联。用Bevacizumab 靶向VEGF 促使肿瘤血管正常化，可以破坏CSC 的生存小境，抑制肿瘤血管恢复，已被批准成为治疗肾癌的一线用药。Bevacizumab 与BNC105联合使用能更好发挥抑制乳腺癌生长的作用。另外，BNC105 联合Everolimus 用于肾癌已经进入了Ⅱ期临床随机试验阶段［52］。

TAT 肽是富含精氨酸的肽，能在体外和体内快速输送小分子药物到哺乳动物细胞中。将TAT 肽引入中性二氧化硅纳米粒子(Mesoporous silica nanoparticles，MSNs)，构成了MSNs-TAT 核靶向药物递送系统，TAT 肽的引入便利了MSNs-TAT 在核内的定位，有利于封装的阿霉素直接释放到核浆内。通过该方法将阿霉素直接递送到多药耐药MCF-7/ADR 肿瘤细胞核内，比仅仅依靠二氧化硅纳米粒子递送阿霉素或直接使用阿霉素，能更有效提升细胞内和细胞核内的药物浓度［53］。

7 结语

总之，事实已经有力的证明了在各种恶性肿瘤中确实存在具有自我更新和分化能力的CSC，其对于肿瘤的发生、进展、转移和复发是至关重要的。目前，CSC 的鉴定和分离主要基于CSC 的表面标志物。不过，CSC 的表面标志物并非在各类肿瘤中普遍存在，随着新标志物的不断发现，我们对CSC 群的认识也在不断更新。因此，随着研究的深入，到底需要多少CSC的表面标志物才能识别真正的CSC 群这一问题仍有待解决。

近年来，如何设计新颖的方法来靶向CSC 成为了研究热点。全面的治疗策略可以提高恶性肿瘤疗效。比如设计出缀合于如下4 个关键元素的纳米颗粒药物递送系统:1)CSC 分子(配体)的靶向制剂;2)能杀灭CSC 的细胞毒性抗肿瘤药物;3)能克服耐药性的化疗增敏剂(例如ABC 转运蛋白抑制剂);4)加速肿瘤诊断的成像剂。结合以上这些因素设计出的药物递送系统不仅可以更有针对性、强有力发挥其抗肿瘤效果，而且毒副反应较少。CSC 假说的兴起，拓宽了我们的视野，提供了消灭肿瘤的新方法。然而，如何利用CSC的特异性特征鉴别CSC 仍然有待进一步研究。

［1］Tang DG.Understanding cancer stem cell heterogeneity and plasticity［J］.Cell Res，2012，22(3):457－472.

［2］Driessens G，Beck B，Caauwe A，et al.Defining the mode of tumour growth by clonal analysis［J］. Nature，2012，488 (7412):527－530.

［3］Ding L，Raphael BJ，Chen F，et al.Advances for studying clonal evolution in cancer［J］.Cancer Lett，2013，340(2):212－219.

［4］Bonnet D，Dick JE.Human acute myeloid leukemia is organized as a hierarchy that originates from a primitive hematopoietic cell［J］.Nat Med，1997，3(7):730－737.

［5］Ito T.Stem cell maintenance and disease progression in chronic myeloid leukemia［J］.Int J Hematol，2013，98(6):641－647.

［6］Shen C，Xiang M，Nie C，et al. CD44 as a molecular marker to screen cancer stem cells in hypopharyngeal cancer［J］. Acta Oto-laryngol，2013，133(11):1219－1226.

［7］Qiu S，Jia Y，Xing H，et al. N-Cadherin and Tie2 positive CD34+CD38－CD123+leukemic stem cell populations can develop acute myeloid leukemia more effectively in NOD/SCID mice［J］. Leuk Res，2014，38(5):632－637.

［8］Herrmann H，Sadovnik I，Cerny-Reiterer S，et al.Dipeptidylpeptidase Ⅳ(CD26)defines leukemic stem cells (LSC)in chronic myeloid leukemia［J］.Blood，2014，123(25):3951－3962.

［9］Gomperts BN，Spira A，Massion PP，et al.Evolving concepts in lung carcinogenesis［J］.Semin Respir Crit Care Med，2011，32(1):32－43.

［10］Yamashita T，Honda M，Nakamoto Y，et al. Discrete nature of Ep-CAM+and CD90+cancer stem cells in human hepatocellular carcinoma［J］.Hepatology，2013，57(4):1484－1497.

［11］Peickert S，Waurig J，Dittfeld C，et al. Rapid re-expression of CD133 protein in colorectal cancer cell lines in vitro and in vivo［J］.Lab Invest，2012，92(11):1607－1622.

［12］Puglisi MA，Tesori V，Lattanzi W，et al. Colon cancer stem cells:controversies and perspectives［J］.World J Gastroenterol，2013，19(20):2997－3006.

［13］Kim CF，Jackson EL，Woolfenden AE，et al. Identification of bronchioalveolar stem cells in normal lung and lung cancer［J］. Cell，2005，121(6):823－835.

［14］Chen D，Bhat-Nakshatri P，Goswami C，et al.ANTXR1，a stem cellenriched functional biomarker，connects collagen signaling to cancer stem-like cells and metastasis in breast cancer［J］.Cancer Res，2013，73(18):5821－5833.

［15］Fukusumi T，Ishii H，Konno M，et al. CD10 as a novel marker of therapeutic resistance and cancer stem cells in head and neck squamous cell carcinoma［J］.Br J Cancer，2014 ，111(3):506－514.

［16］Allegra E，Trapasso S，Pisani D，et al. The role of BMI1 as a biomarker of cancer stem cells in head and neck cancer:a review［J］.Oncology，2014，86(4):199－205.

［17］Simeone DM. Pancreatic cancer stem cells:implications for the treatment of pancreatic cancer［J］. Clin Cancer Res，2008，14(18):5646－5648.

［18］Yang L，Levi E，Zhu S，et al.Cancer stem cells biomarkers in gastric carcinogenesis［J］. J Gastrointest Cancer，2013，44(4):428－435.

［19］Curiel TJ. Immunotherapy:a useful strategy to help combat multidrug resistance［J］.Drug Resist Updat，2012，15(1/2):106－113.

［20］Chen P，Huang H，Wu J，et al.Bone marrow stromal cells protect acute myeloid leukemia cells from anti-CD44 therapy partly through regulating PI3K/Akt-p27Kip1 axis［J］. Mol Carcinog，2014 Nov 18.［Epub ahead of print］

［21］Tettamanti S，Biondi A，Biagi E，et al. CD123 AML targeting by chimeric antigen receptors:A novel magic bullet for AML therapeutics?［J］.Oncoimmunology，2014，3:e28835.

［22］Kikushige Y，Miyamoto T.TIM-3 as a novel therapeutic target for eradicating acute myelogenous leukemia stem cells［J］.Int J Hematol，2013，98(6):627－633.

［23］Wang YC，Feng L，Yin CY，et al. Effectiveness of anti-CD47 antibody and Ara-C combination targeting therapy NOD/SCID mouse of myeloid leukemia［J］.Zhongguo Dang Dai Er Ke Za Zhi，2013，15(7):577－582.

［24］H Lee E，Hong Y，Choi J，et al.ighly selective CD44-specific gold nanorods for photothermal ablation of tumorigenic subpopulations generated in MCF7 mammospheres［J］. Nanotechnology，2012，23(46):465101.

［25］Feng G，Jiang F，Pan C，et al. Quantification of peripheral blood CD133 mRNA in identifying metastasis and in predicting recurrence of patients with clear cell renal cell carcinoma［J］.Urol Oncol，2014，32(1):44.e9－44.e14.

［26］Wang CH，Chiou SH，Chou CP，et al.Photothermolysis of glioblastoma stem-like cells targeted by carbon nanotubes conjugated with CD133 monoclonal antibody［J］. Nanomedicine，2011，7 (1):69－79.

［27］Brescia P，Ortensi B，Fornasari L，et al.CD133 is essential for glioblastoma stem cell maintenance［J］.Stem Cells，2013，1(5):857－869.

［28］Choi YH，Yu AM. ABC transporters in multidrug resistance and pharmacokinetics，and strategies for drug development［J］. Curr Pharm Des，2014，20(5):793－807.

［29］Khdair A，Chen D，Patil Y，et al. Nanoparticle-mediated combination chemotherapy and photodynamic therapy overcomes tumor drug resistance［J］.J Control Release，2010，141(2):137－144.

［30］Zinzi L，Capparelli E，Cantore M，et al.Small and Innovative Molecules as New Strategy to Revert MDR［J］.Front Oncol，2014，4:2.

［31］Wang Z，Xu Y，Meng X，et al.Suppression of c-Myc is involved in multi-walled carbon nanotubes＇ down-regulation of ATP-binding cassette transporters in human colon adenocarcinoma cells［J］.Toxicol Appl Pharmacol，2015，282(1):42－51.

［32］Chaturvedi MM，Sung B，Yadav VR，et al.NF-κB addiction and its role in cancer:＇one size does not fit all＇［J］. Oncogene，2011，30(14):1615－1630.

［33］Abel EV，Kim EJ，Wu J，et al. The Notch pathway is important in maintaining the cancer stem cell population in pancreatic cancer［J］.PLoS One，2014 ，9(3):e91983.

［34］Heiden KB，Williamson AJ，Doscas ME，et al. The sonic hedgehog signaling pathway maintains the cancer stem cell self-renewal of anaplastic thyroid cancer by inducing snail expression［J］.J Clin Endocrinol Metab，2014，99(11):E2178-E2187.

［35］Qiu X，Guo G，Chen K，et al.A requirement for SOCS-1 and SOCS-3 phosphorylation in Bcr-Abl-induced tumorigenesis［J］. Neoplasia，2012，14(6):547－558.

［36］Zhao BX，Sun YB，Wang SQ，et al.Grape seed procyanidin reversal of p-glycoprotein associated multi-drug resistance via down-regulation of NF-κB and MAPK/ERK mediated YB-1 activity in A2780/T cells［J］.PLoS One，2013，8(8):e71071.

［37］Cui H，Yuan J，Du X，et al. Ethyl gallate suppresses proliferationand invasion in human breast cancer cells via Akt-NF-κB signaling［J］.Oncol Rep，2015，33(3):1284－1290.

［38］Takebe N，Nguyen ，Yang SX.Targeting notch signaling pathway in cancer:clinical development advances and challenges［J］.Pharmacol Ther，2014 ，141(2):140－149.

［39］Tan M，Wu J，Cai Y. Suppression of Wnt signaling by the miR-29 family is mediated by demethylation of WIF-1 in non-small-cell lung cancer［J］. Biochem Biophys Res Commun，2013，438(4):673－679.

［40］Chen QY，Zheng Y，Jiao DM，et al. Curcumin inhibits lung cancer cell migration and invasion through Rac1-dependent signaling pathway［J］.J Nutr Biochem，2014，25(2):177－185.

［41］Ramaswamy B，Lu Y，Teng KY，et al.Hedgehog signaling is a novel therapeutic target in tamoxifen-resistant breast cancer aberrantly activated by PI3K/AKT pathway［J］. Cancer Res，2012，72(19):5048－5059.

［42］Zhao J，Quan H，Xie C，et al.NL-103，a novel dual-targeted inhibitor of histone deacetylases and hedgehog pathway，effectively overcomes vismodegib resistance conferred by Smo mutations［J］.Pharmacol Res Perspect，2014，2(3):e00043.

［43］He YC，Zhou FL，Shen Y，et al. Apoptotic death of cancer stem cells for cancer therapy［J］. Int J Mol Sci，2014，15(5):8335－8351.

［44］Mohr A，Albarenque SM，Deedigan L，et al.Targeting of XIAP combined with systemic mesenchymal stem cell-mediated delivery of sTRAIL ligand inhibits metastatic growth of pancreatic carcinoma cells［J］.Stem Cells，2010，28(11):2109－2120.

［45］Di Stefano AB，Iovino F，Lombardo Y，et al.Survivin is regulated by interleukin-4 in colon cancer stem cells［J］. J Cell Physiol，2010，225(2):555－561.

［46］Tabe Y，Konopleva M. Advances in understanding the leukaemia microenvironment［J］.Br J Haematol，2014，164(6):767－778.

［47］Ghiabi P，Jiang J，Pasquier J，et al. Endothelial cells provide a notch-dependent pro-tumoral niche for enhancing breast cancer survival，stemness and pro-metastatic properties［J］.PLoS One，2014，9(11):e112424.

［48］Lu H，Clauser KR，Tam WL，et al.A breast cancer stem cell niche supported by juxtacrine signalling from monocytes and macrophages［J］.Nat Cell Biol，2014，16(11):1105－1117.

［49］Su J，Zhang L，Zhang W，et al.Targeting the biophysical properties of the myeloma initiating cell niches:a pharmaceutical synergism analysis using multi-scale agent-based modeling［J］. PLoS One，2014，9(1):e85059.

［50］Ozawa PM，Ariza CB，Ishibashi CM，et al.Role of CXCL12 and CXCR4 in normal cerebellar development and medulloblastoma［J］.Int J Cancer，2014 Nov 15.［Epub ahead of print］

［51］Kremmidiotis G，Leske AF，Lavranos TC，et al.BNC105:a novel tubulin polymerization inhibitor that selectively disrupts tumor vasculature and displays single-agent antitumor efficacy［J］.Mol Cancer Ther，2010，9(6):1562－1573.

［52］Inglis DJ，Lavranos TC，Beaumont DM，et al. The vascular disrupting agent BNC105 potentiates the efficacy of VEGF and mTOR inhibitors in renal and breast cancer［J］.Cancer Biol Ther，2014，15(11):1552－1560.

［53］Pan L，Liu J，He Q，et al.Overcoming multidrug resistance of cancer cells by direct intranuclear drug delivery using TAT-conjugated mesoporous silica nanoparticles［J］. Biomaterials，2013，34(11):2719－2730.