神经内分泌肿瘤干细胞的研究进展

王晨曦(综述)，张 军(审校)

(重庆医科大学附属第一医院胃肠外科，重庆 400016)

肿瘤干细胞(cancer stem cell,CSC)理论认为肿瘤组织中存在一类特殊的细胞，它们拥有自我复制、无限增殖、转移潜质以及多能分化等生物学特性，在肿瘤的发生、发展中起到了关键的作用，目前已在部分肿瘤中证实了CSC的存在。神经内分泌肿瘤(neuroendocrine neoplasm,NEN)是一组来自弥散神经内分泌系统的异质性肿瘤，由起源于神经外胚层的神经型NEN，以及内胚层衍生部位的上皮型NEN组成。近年来，全世界多个国家NEN的发病率出现迅速升高，临床上却依旧缺乏行之有效的治疗方式，而神经内分泌肿瘤干细胞的提出便是一个新思路。

1 CSC概述

早在20世纪50年代就已经有研究者提出了CSC假说。近年来，随之在白血病[1]、乳腺癌[2]等多种肿瘤中发现并成功分离出了CSC，进一步证实了CSC理论：肿瘤组织内确实存在一组特殊细胞亚群，它们能够表达与部分正常干细胞同样的标记蛋白，同时具有类似干细胞的自我复制、无限增殖、转移潜质以及多能分化等生物学特性[3]，称之为CSC。这些细胞能够长期静止从而躲避作用于快速分裂细胞的化疗药物攻击，也可以表达类似腺苷三磷酸结合盒转运蛋白及多重药耐药蛋白等[4]高水平的耐药蛋白，故CSC与肿瘤的转移、复发及耐药密切相关。

2 NEN

“类癌”概念的提出，标志着NEN研究的开始。随着该理论体系的逐渐完善，WHO在2010年用NEN这个描述性概念定义所有源自神经内分泌细胞的肿瘤，重新建立分级分期系统后，将高分化的命名为神经内分泌瘤，低分化的命名为神经内分泌癌。

近年来，各国流行病学调查显示NEN的发病率呈明显上升趋势[5-8]。国内医务工作者在实际工作中已明显感觉到NEN患者数量的渐增。由于诊断水平受限，加之大部分症状隐匿，误诊及漏诊较为常见，有相当一部分NEN患者诊断时已发生远处转移[9]。然而，在NEN临床治疗中，不仅传统放化疗效果不佳，非细胞毒性抗NEN药物(如生长抑素以及新型靶向药物)亦无法达到令人满意的疗效。与大部分肿瘤类似，NEN治疗中的难点依旧是转移、复发和耐药。因此，对NEN发病机制的研究和有效治疗方式的探索刻不容缓。而CSC或许能够成为NEN发病机制研究的新方向，可有助于解决NEN的治疗难题。

3 CSC与NEN

从20世纪90年代起，CSC理论逐渐走向成熟，已为越来越多的科研工作者所认可，通过不同的研究途径均于多个肿瘤中证实了CSC的存在，并成功将其分离[10-14]。但至今仍然没有CSC在NEN中成功分离的报道。因此，依旧没有直接的证据能够证实神经内分泌肿瘤干细胞的存在。然而，关于CSC相关信号通路的研究目前已较为成熟，同时有研究表明这些信号通路似乎也出现在NEN的代谢活动中。

3.1CSC相关信号通路的研究成果 多项研究表明，在不同干细胞内存在大致相同的信号通路来调控自身的更新和增殖，当这些通路出现异常时可发生癌变。研究较为清楚的有Hedgehog(Hh)、Wnt、Notch等信号通路。

3.1.1Hh通路 Hh基因是一种分节极性基因，因突变的果蝇胚胎形似刺猬而得名。哺乳动物种中共发现三种：sonic hedgehog(SHH)、indian hedgehog(IHH)和desert hedgehog(DHH)，分别编码SSH、IHH和DHH蛋白。Hh信号传递受靶细胞膜上两种受体Patched(Ptc)和Smoothened(Smo)的调控。一般情况下，Ptc抑制Smo，从而抑制下游通路。当Ptc和Hh结合后，解除对Smo的抑制作用，促使Gli蛋白进入核内激活下游靶基因转录。当Ptc、Smo缺失或突变致相互负反馈效应消失，使Hh信号通路失控，导致Gli持续激活，可使遗传不稳定性的相关基因表达水平增高[15]。研究表明，肿瘤的侵袭性可能与Snail的表达水平呈正相关，而Hh通路的正常状态可以降低多种抑癌因子的表达[16]。例如：成神经管细胞瘤中或许存在原癌基因Bmi-1过度表达或者SHH通路的突变[17]、基底细胞癌和神经胶质瘤中SHH的活性水平显著高于正常组织[18]。

3.1.2Notch通路 Notch通路包括Notch1-4四个跨膜受体和5个配基(Dlta-like-1、3、4以及Jagged-1、2)。Notch通路激活需要细胞膜间的接触，当受体-配基结合后，受体的胞内部分活化，进入核内成为转录因子，激活与细胞增殖、肿瘤形成的相关基因表达[19]。

3.1.3Wnt/β联蛋白信号通路 该通路在细胞增殖、组织维稳、极性保持方面有关键作用[20]，已在如下若干实验研究中证实：Wnt信号通路在消化道中发挥着调控细胞生长的作用，同时维持干细胞微环境与Notch信号通路之间的联系[21]。研究表明，基因突变所致Wnt通路异常可使肠道隐窝原始细胞数量增多及良性息肉的过度增生[21]。在人类乳腺上皮细胞中Wnt1信号和DNA损伤修复之间可能也有相关性[22]。murine mammary tumor virus(MMTV)-Wnt1动物模型中，使用原癌基因激活Wnt1/β联蛋白路径后，原始细胞出现大幅增长，并且拥有自我复制能力及抗辐射特性[23]。

3.2不同信号通路在NEN中的作用

3.2.1Hh信号表达水平与NEN的侵袭性及增殖能力呈正相关 Fendrich等[24]通过临床前研究证实，大部分体外NEN细胞株中都存在Hh信号通路的激活，可下调与上皮组织-间质转化相关的上皮钙黏素表达水平，而上皮组织-间质转化可能与NEN的形成具有相关性。此外，若将Hh相关性基因(Gli1、Gli2、Gli3、Ptch)水平上调或加入一种天然的Hh抑制剂环巴胺，可明显诱导NEN细胞株中肿瘤细胞增殖[16]。此外，观察到环巴胺可以明显降低Gli1、Ptch1表达水平，导致Snail的下调，降低肿瘤细胞的增殖力和侵袭性[25]。另一个临床前研究通过免疫组织化学技术发现，标本中有50%的类癌和全部NEN石蜡切片都可检测到Gli1的表达。

3.2.2Notch信号通路在NEN中的抑癌因子作用 在体外培养的NEN细胞株中观察到Notch-1信号的激活能延缓肿瘤的生长[26]，同时Notch信号短暂的表达会出现NEN特征性标记的消失，类似血清素、嗜铬粒蛋白A及突触素等，均证实Notch信号可能在NEN细胞株中发挥了肿瘤抑制因子的作用[26]。在其他NEN(甲状腺髓样癌和小细胞肺癌)细胞株中激活Notch-1信号也可表现出抑癌特性[26]。但至今仍没有发现活体NEN组织中Notch信号通路的报道，Notch信号通路是否真正发挥了肿瘤抑制因子的作用，有待于NEN发病机制更确切的研究。

3.2.3其他信号通路 还有很多已在其他肿瘤CSC中证实存在的信号通路，未能在NEN中发现蛛丝马迹。如Wnt/β联蛋白信号通路，动物模型中的肿瘤抑制蛋白Menin可通过Wnt/β联蛋白通路激活Axin2基因，诱导胰岛肿瘤细胞增殖[27]，但Wnt/β联蛋白通路和NEN的确切关系尚不明确。

4 结 语

CSC理论的耐药机制能够较合理地解释NEN的耐药性，而且在NEN体外培养的细胞株中发现的一些特殊信号通路也间接证明了神经内分泌肿瘤干细胞的存在。但是，仍不能肯定NEN中存在CSC，而要将CSC理论真正运用于NEN的诊断和治疗，需要在细胞及分子生物学水平上研究NEN发病机制；发展种类齐全的分子遗传学和疾病模型；组建完善的临床和流行病学数据库；设立科学统一的组织病理学分级分期系统；实施跨领域及多中心的临床科研合作。总之，希望CSC可以为NEN患者带来福音。

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