卵巢癌对富脂大网膜的器官趋向性转移的研究进展

董丽娜 梁田 张献 综述 张广美 审校

卵巢癌是女性生殖道恶性肿瘤死亡的主要原因，5年生存率为45%[1-2]。卵巢癌的高死亡率部分归因于其临床缺少特异性早期症状，以及缺乏有效的早期诊断策略[3-4]。因此，临床上大多数病例已经发生播散转移，生存率显著下降[5]。临床研究表明，卵巢癌有明显倾向转移到腹腔内的富含脂肪组织的部位，如大网膜[6-7]。富脂大网膜释放大量的脂质、脂肪因子、肿瘤促进因子和激素，组成肿瘤代谢微环境并促进卵巢癌侵袭性生长和转移进展[7]。因此，有必要对卵巢癌相关基质细胞及其信号网络在以大网膜为中心的腹腔内转移微环境中的功能作用有一个完整的认识，以便为转移性卵巢癌的治疗提供新的思路。我们通过综述在转移性肿瘤微环境中卵巢癌细胞和各种基质细胞之间相互作用机制，以阐明大网膜肿瘤微环境如何协同参与卵巢癌转移的发生发展。

1 卵巢癌的富脂大网膜肿瘤微环境

卵巢癌的特点是快速增殖、腹膜播散性转移和腹腔内恶性腹水[7]。卵巢癌由于其临床缺少特异性早期症状，因此在临床上大多数病例已经发生播散转移，如转移至子宫、输卵管、膀胱和直肠(Ⅱ期)；转移到腹腔器官，如大网膜、小肠和腹膜后淋巴结(Ⅲ期)；或转移到远侧实质器官，如肝和肺(Ⅳ期)[5]。调节卵巢癌转移的生物学机制与大多数实体瘤中的血行转移的经典机制明显不同。在卵巢癌中，由于原发性卵巢癌周围腹膜腔缺乏解剖屏障，腹膜播散性转移更容易发生[8]。卵巢癌细胞对富含脂肪的大网膜和腹膜表面具有明显的转移倾向[9]。大网膜是腹腔内覆盖肠道的内脏腹膜的一大叠层。作为腹膜内稳态的中枢调节器，大网膜调节炎症，控制液体交换，促进血管生成，作为干细胞和各种免疫细胞的来源，并在腹膜环境中储存和供应脂质[10]。卵巢癌向大网膜的转移行为表明，以大网膜为中心的腹腔内转移微环境对卵巢癌细胞的转移进程起着关键作用。

肿瘤转移的“种子-土壤”学说认为，肿瘤转移是转移的肿瘤细胞(种子)在适宜的“土壤”中生长和发展的结果，肿瘤微环境即所谓的“土壤”[11]。肿瘤微环境是一个动态的环境，包括癌细胞和各种间质成分之间的复杂相互作用网络，在癌细胞生存、增殖、侵袭和转移中起着至关重要的作用。目前研究人员对卵巢癌与大网膜为中心的腹腔内转移微环境之间的相互作用进行了广泛的研究。在稳定的生理条件下，大网膜含有多种基质细胞，包括脂肪细胞、间充质干细胞、成纤维细胞和巨噬细胞。在恶性环境中，卵巢癌细胞通过分泌大量可溶性因子来获得招募多种间质细胞的能力，这些间质细胞可以通过肿瘤源性因子诱导转化为不同的肿瘤相关基质细胞，从而建立起一个特定的肿瘤微环境。在这种环境下，各种激活的肿瘤相关基质细胞与肿瘤细胞共同聚集并调控卵巢癌的转移[12]。激活的肿瘤相关基质细胞可将肿瘤细胞吸引到大网膜并支持其快速生长转移[13]。研究表明，通过检测转录组学、蛋白质组学、细胞因子和趋化因子表达、细胞数量、细胞外基质特性，揭示了卵巢癌转移过程中大网膜肿瘤微环境中基质重构的复杂性和动态性[14]。因此，以大网膜为中心揭示腹膜内转移微环境的细胞和分子基础，将为卵巢癌转移生物学的发展提供新的见解。

2 大网膜中肿瘤相关成纤维细胞对卵巢癌转移的影响

成纤维细胞根据其周围的微环境表现出不同的细胞表型，肿瘤组织中被激活的成纤维细胞被称为肿瘤相关成纤维细胞[15]。肿瘤相关成纤维细胞在卵巢癌大网膜肿瘤微环境中起重要作用。大网膜成纤维细胞促进卵巢癌细胞转移定植于大网膜。卵巢癌分泌的溶血磷脂酸(Lysophosphatidic acid，LPA)可通过激活转化生长因子-β(Transforming growth factor-β，TGF-β)相关的信号通路，刺激脂肪来源的间充质干细胞向肿瘤相关成纤维细胞的分化，其特征是α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin，α-SMA)、成纤维细胞活化蛋白(Fibroblast activation protein，FAP)、成纤维细胞特异蛋白1(Fibroblast-specific protein 1，FSP1)和血小板源性生长因子受体(Platelet-derived growth factor receptor，PDGFR)等分子标记物表达上调[16]。此外，卵巢癌细胞可以通过上调miR-155，下调miR-31和miR-214表达，将正常大网膜成纤维细胞重编程为肿瘤相关成纤维细胞。肿瘤相关成纤维细胞分泌的TGF-α通过激活表皮生长因子受体(Epidermal growth factor receptor，EGFR)、AKT和细胞外调节激酶1/2(Extracellular-regulated kinase 1/2，ERK1/2)信号通路促进卵巢癌细胞向大网膜转移定植。肿瘤相关成纤维细胞分泌的p38调节的细胞因子和趋化因子，包括白细胞介素-6(Interleukin-6，IL-6)、趋化因子5等，通过调控肿瘤细胞糖酵解，促进卵巢癌细胞的侵袭性[17]。因此，在腹腔内转移微环境中，大网膜肿瘤相关成纤维细胞与卵巢癌细胞互相作用，促进卵巢癌细胞向转移部位的粘附、增殖、侵袭和定植。

3 大网膜中肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-associated macrophages，TAMs)对卵巢癌转移的影响

大网膜脂肪组织含有一簇称为“乳斑”的免疫细胞聚集体，它们嵌在间皮细胞层下方的脂肪细胞之间[18]。这些乳斑主要包括巨噬细胞、B淋巴细胞和T淋巴细胞以及其他免疫细胞。大网膜乳斑被认为是腹腔内巨噬细胞产生和来源的主要场所，这些巨噬细胞参与了腹腔内环境中免疫反应和炎症的调节[19]。多项研究表明大网膜乳斑在卵巢癌转移定植的早期阶段起着中心作用[20]。在肿瘤的发生发展过程中，大量的巨噬细胞被肿瘤细胞招募，而这些浸润到肿瘤微环境中的巨噬细胞被称为TAMs[21]。一般来说，TAMs表现为M2极化表型，并能释放多种炎症介质，包括细胞因子、趋化因子、生长因子和蛋白水解酶，其中许多是免疫抑制肿瘤微环境的关键组成部分，可增强肿瘤血管生成、侵袭和转移[22]。越来越多的证据表明，卵巢癌细胞可以通过上调腹腔内肿瘤微环境中亮氨酸抑制因子(Leukemia inhibitory factor，LIF)、IL-6和集落刺激因子-1(Colony stimulating factor-1，CSF-1)的表达，使TAMs向M2表型分化[23]。

4 富脂大网膜中脂肪细胞对卵巢癌转移的影响

脂肪细胞是大网膜和腹膜组织中最重要和最丰富的细胞成分。作为脂质储存的主要部位，通过产生一系列脂肪因子、内分泌分子、炎症细胞因子和蛋白酶来吸引肿瘤细胞，同时，肿瘤细胞诱导脂肪组织重编程成肿瘤相关脂肪细胞，脂肪细胞中的代谢产生变化，肿瘤细胞能够获取更多游离脂肪酸，这些游离脂肪酸被肿瘤细胞氧化以产生增殖所需的能量[24]。肿瘤相关脂肪细胞在其他肿瘤中的作用也已经被深入研究，其能够释放大量的脂质、脂肪因子、肿瘤促进因子和激素，组成肿瘤代谢微环境并促进肿瘤侵袭性生长和转移进展。如乳腺癌，成熟的脂肪细胞是乳腺癌组织的一部分，并且是高度内分泌的细胞，极易改变乳腺癌细胞行为。据报道，乳腺癌中肿瘤相关脂肪细胞可释放IV型胶原蛋白，促进乳腺癌细胞中糖原合成酶激酶-3β(Glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β)的磷酸化，稳定β-连环蛋白(β-catenin)并增加β-catenin活性而促进乳腺癌进展[25]。近年来，卵巢癌细胞和脂肪细胞相互作用相关的腹腔内转移肿瘤微环境的分子基础已经确立，以及大网膜的转移倾向机制也得到了深入研究[26]。Nieman等[27]证明大网膜脂肪细胞与卵巢癌转移进展密切相关，包括侵袭、迁移及转移到大网膜组织。在与卵巢癌细胞相互作用后，活化的大网膜脂肪细胞分泌更多的脂肪因子、IL-6、IL-8、单核细胞趋化蛋白-1(Monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)、金属蛋白酶组织抑制剂-1(Tissue inhibitor of metalloproteinase-1，TIMP-1)和脂联素，这些脂肪因子促进卵巢癌向大网膜转移。值得注意的是，大网膜和腹膜脂肪细胞可通过直接相互作用将脂肪酸转移到卵巢癌细胞，从而导致肿瘤细胞内代谢活动的改变，并通过β-氧化产生能量而使肿瘤细胞迅速生长转移[28]。

5 卵巢癌肿瘤微环境中的脂肪因子与卵巢癌转移

5.1 脂肪酸结合蛋白4(Fatty acid binding protein 4，FABP4)

FABP4是脂肪细胞分化过程中诱导的游离脂肪酸的伴侣蛋白，在多种实体瘤的脂质代谢、炎症反应和血管生成中起着重要作用[29-30]。研究表明FABP4在卵巢癌大网膜转移瘤中的表达高于原发性卵巢癌，尤其是在脂肪细胞和肿瘤细胞的界面处。在FABP4基因敲除小鼠模型中，FABP4缺乏可以改变脂质可利用性从而抑制卵巢癌细胞在腹膜腔的转移进展，表明FABP4是卵巢癌大网膜转移进展的关键调节因子[31]。此外，该研究也证实了FABP4在卵巢癌的脂肪酸代谢、血管生成和腹膜转移中的作用。在体外实验中，siRNA介导的FABP4敲除导致脂肪酸氧化和活性氧增加，血管形成减少。更重要的是，在异种移植卵巢癌小鼠模型中，靶向FABP4的siRNA能够抑制卵巢癌的肿瘤血管生成和腹膜转移[31]。这些发现为在转移性卵巢癌肿瘤微环境中靶向治疗提供了理论依据。

5.2 盐诱导激酶2(Salt-inducible kinase 2，SIK2)

SIK2是AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)相关激酶家族的一员，参与调控卵巢癌增殖和对紫杉醇治疗的敏感性[32]。最近研究发现SIK2是肿瘤相关脂肪细胞分泌的诱导卵巢癌增殖侵袭的关键因子，其可通过调节卵巢癌细胞代谢影响卵巢癌细胞向富含脂肪细胞的组织转移[33]。在高级别浆液性卵巢癌患者中，与相应的原发肿瘤相比，SIK2在大网膜转移瘤中显著高表达，尤其是在肿瘤细胞和脂肪细胞之间的界面处表达最高。其机制可能是大网膜组织中的脂肪细胞诱导卵巢癌细胞中SIK2的钙依赖性激活和自磷酸化，并通过PI3K/AKT途径刺激肿瘤细胞增殖。此外，脂肪细胞激活的SIK2在促进脂肪酸氧化中也具有关键作用，它通过增强AMPK诱导的乙酰辅酶a羧化酶(ACC)的磷酸化和肉碱棕榈酰转移酶1(CPT1)转录的激活来促进卵巢癌脂肪酸氧化[34]。这些研究表明，由于卵巢癌细胞和大网膜中的脂肪细胞相互作用，SIK2在调节脂肪酸氧化和转移卵巢癌进展中起着关键作用。

5.3 成纤维细胞生长因子21(The fibroblast growth factor 21，FGF21)

FGF配体家族包含22种已知成分，其特征为激素样FGF(FGF19、FGF21和FGF23)和典型FGF[35]。来源于肿瘤细胞或间质细胞的各种典型FGF(FGF1、FGF2和FGF6-9)的上调表达可诱导各种肿瘤进展[36]；与典型的FGF不同，FGF21是一种非经典的FGF，因FGF21与硫酸乙酰肝素亲和性差，故不能以硫酸乙酰肝素依赖方式激活其同源受体FGFR1。FGF21需结合Betaklotho(KLB)配体来绑定、激活并二聚化其受体蛋白。因此，FGF21作用的靶组织需表达FGFR1-KLB复合物[37]。

FGF21是肝脏和脂肪组织来源的内分泌相关因子，其对肥胖啮齿类和灵长类动物有明显的调控糖脂代谢的作用，包括降低血糖和三酰甘油酯含量、增强胰岛素敏感性等功能，FGF21所代表的FGF19亚家族成员目前已经成为国际上糖脂代谢研究的热点[38]。除此之外，FGF21对凋亡过程、抗炎甚至生殖也有着深远的影响。相关文献显示FGF21可在慢性刺激下(代谢性疾病如肥胖，糖尿病等，营养缺失，肿瘤生成等)应激诱导性表达。肝脏分泌的FGF21释放入血，作用于靶组织，调整机体糖脂代谢；脂肪组织也可分泌FGF21作用于局部周围靶组织。目前，FGF21作为糖脂代谢关键调节因子在肿瘤发生发展中的作用逐步被揭示。有文献报道，FGF21在肝癌的发生发展过程中具有不同的作用，在肝癌早期主要起抑癌作用，在肝癌进展过程中，FGFR1和FGFR4的表达模式改变，FGF21转变为促癌作用[39]。FGF21在乳腺癌中的作用也逐渐被揭示，Akyol等[40]报道血清中FGF21水平可以用作早期乳腺癌的肿瘤生物标志物并用于监测目的，血清中FGF21的水平可能有助于医生评估乳腺癌患者的预后。

6 小结与展望

在过去的几十年里，我们对调节肿瘤转移的细胞生物学和分子机制以及肿瘤细胞与肿瘤微环境之间复杂的相互作用网络的全面理解有了长足的进展。因为腹腔内的特殊炎症和免疫抑制环境，伴随着恶性腹水的积聚，卵巢癌腹膜转移的生物学特性是独特的。在这种特殊情况下，富含脂肪的大网膜在调节腹腔内环境的病理稳态和创造转移性肿瘤微环境中起主要作用，这些因素参与卵巢癌细胞的转移进展和转移器官的倾向性。越来越多的证据表明，在大网膜转移的微环境中，卵巢癌细胞与其中的基质细胞之间存在相互作用[11-12]。值得注意的是，这些细胞之间的相互作用是由代谢产物(包括脂类)的分泌和多种促肿瘤信号分子(如细胞因子、趋化因子和生长因子)介导的，最终导致卵巢癌细胞大网膜转移。对卵巢癌大网膜转移微环境的深入研究，将会为卵巢癌治疗提供新的靶点。