子宫内膜癌肿瘤干细胞标志物的研究进展

张露莎，施后渊，张婷，汪静，毛惠，汪小莉

(西南医科大学附属中医医院 a.妇产科，b.肿瘤科，四川 泸州 646000)

近年来，子宫内膜癌的发病率和病死率呈上升趋势[1]。据统计，2007—2016年子宫内膜癌的发病率以每年1.3%的速度持续增长[2]。根据国际治疗准则，早期子宫内膜癌患者可仅通过手术或近距离放疗和(或)外射束治疗治愈，而复发以及局部或远处转移的子宫内膜癌患者由于疾病进展和治疗方式局限则预后较差，其中发生远处转移的患者5年生存率<20%[3-4]。目前，含铂类和紫杉醇方案的联合化疗是子宫内膜癌患者的标准一线治疗方案。子宫内膜癌对单药化疗反应率低，对内分泌治疗会产生快速耐药[4]。虽然通过手术、放化疗等治疗患者可获得一定的生存获益，但其耐药、转移和复发仍严重威胁患者的生命健康。肿瘤干细胞是一组存在于恶性肿瘤中且占比极低的肿瘤细胞亚群，具有自我更新、多向分化、干细胞标志物表达、耐药性以及致瘤性等特征，是子宫内膜癌进展和难治的根本原因。因此，深入了解子宫内膜癌的发生发展机制、研究子宫内膜癌肿瘤干细胞的生物学特征非常必要。现就子宫内膜癌肿瘤干细胞标志物的研究进展予以综述。

1 子宫内膜癌肿瘤干细胞概述

1997年，Bonnet和Dick[5]首次在人急性髓系白血病细胞的异种移植模型中证实存在具有分化、增殖和自我更新能力的白血病干细胞。此后，肿瘤干细胞在许多不同类型的肿瘤中被发现，包括肺癌[6]、乳腺癌[7]、肝癌[8]、前列腺癌[9]以及宫颈癌[10]等。Hubbard等[11]研究发现，子宫内膜癌患者组织样本中含有少量克隆源性细胞并表达自我更新基因Bmi-1、Nanog和Sox2，而小鼠皮下移植瘤表达母瘤细胞角蛋白、波形蛋白、雌激素受体和孕激素受体，首次证明在子宫内膜癌中存在肿瘤干细胞。Kong等[12]利用无血清悬浮培养法分离和富集子宫内膜癌Ishikawa细胞，结果发现，富集的细胞高表达干细胞标志物CD44、CD133、八聚体结合转录因子4(octamer-binding transcription factor 4，Oct4)、Sox2和Nanog，且细胞的体外侵袭转移能力增强，体内外均表现出高增殖能力和多能性。以上研究证实，在子宫内膜癌组织或样本中存在肿瘤干细胞，且表达特异性的生物标志物。目前肿瘤干细胞的鉴别主要基于细胞的干性标志物，相关基因和蛋白的表达可反映肿瘤干细胞在肿瘤组织或细胞中的密度[13]。此外，有报道显示，当肿瘤细胞受到刺激时可发生表型转化，即分化的肿瘤细胞向未分化的肿瘤干细胞转化，肿瘤细胞的这种可塑性使其对治疗不敏感甚至产生抗性[14]。由此可见，靶向肿瘤干细胞的治疗可能是抑制肿瘤进展、转移、复发以及减少耐药的有效方式。

2 子宫内膜癌肿瘤干细胞标志物

2.1CD133 CD133是一种跨膜糖蛋白，也是被普遍接受且应用广泛的肿瘤干细胞标志物之一[15-16]。Ding等[17]通过检测从子宫内膜癌中分离的CD133+细胞发现，与CD133-细胞相比，CD133+细胞具有更强的增殖、集落形成、迁移能力以及对顺铂、紫杉醇和阿霉素的耐药性，且高表达肿瘤干细胞标志物上皮细胞黏附分子、乙醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase，ALDH)1、胰岛素样生长因子1受体、Oct4、Nanog、Sox2和C-myc等。该研究表明，CD133是子宫内膜癌肿瘤干细胞标志物之一，且CD133+细胞具有明显的肿瘤干细胞特征。Elbasateeny等[18]分析62例子宫内膜癌样本和15例增生性子宫内膜样本中的标志物表达水平，结果发现87.10%(54/62)的子宫内膜癌样本表达CD133，且CD133在国际妇产科联盟(The International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO)分期Ⅰ～Ⅱ期患者中的表达高于 FIGO Ⅲ～Ⅳ期的患者。该研究结果提示，CD133可能参与早期子宫内膜癌的发生，其过表达有助于子宫内膜癌的早期诊断。此外，Guy等[19]检测Ishikawa细胞系与KLE细胞系使用醋酸甲羟孕酮前后CD133+的表达情况，结果显示Ishikawa细胞系与KLE细胞系均表达CD133，且经醋酸甲羟孕酮处理后细胞存活率显著降低、凋亡率显著增加，同时CD133+水平显著降低。以上研究表明，CD133+肿瘤细胞具有明显的肿瘤干细胞特征，可作为子宫内膜癌肿瘤干细胞的干性标志物和潜在治疗靶点。

2.2CD44 CD44是一种细胞表面分子，可促进细胞-细胞和细胞-基质相互作用，并参与细胞黏附和生长因子的组装，CD44+细胞具有更原始和更低分化的形态，且具有干细胞相关特征[20]。Hoshimoto等[21]报道，CD44v的表达与肿瘤的转移潜能相关，在子宫内膜不典型增生中，CD44v3和CD44v6的阳性表达率均较低或不存在，但两者在子宫内膜癌中的阳性表达率分别为8%和35%，且CD44v6在腺癌中的表达直接影响其恶性行为和子宫内膜癌患者的预后，因此CD44可作为子宫内膜癌患者预后不良的指标。Elbasateeny等[18]报道，CD44在62例子宫内膜癌样本中的表达率为79.03%(49/62)，CD44下调可能提示侵袭性病程，且与预后不良的癌肉瘤有关。Park等[22]通过研究73例子宫内膜样腺癌合并子宫肌层浸润样本发现，浸润型肿瘤与高FIGO级别以及雌激素受体、孕激素受体、CD44的表达降低相关。由此可见，CD44可维持子宫内膜癌细胞的干性特征，但只参与早期子宫内膜癌的癌变过程，CD44表达下调可作为患者预后不良的标志之一。

2.3CD117 CD117/c-kit是一种与肿瘤进展和正常干细胞维持相关的酪氨酸激酶受体，被认为是肿瘤的干性标志物[23]。Kyo和Kato[24]研究发现，肿瘤干细胞处于静止状态，且具有侵袭性和转移性特征，会对靶向快速循环细胞的化疗药物产生耐药性，而肿瘤干细胞标志物(如CD133、CD44、CD117、ALDH1)以及基于去除细胞内Hoechst 33342荧光染料特性而分离侧群细胞的分选方式均是鉴定肿瘤干细胞的方法。Zhang等[25]研究发现，与CD117-细胞相比，CD117+子宫内膜癌细胞在体外具有更强的增殖能力和集落形成能力，同时对顺铂的灵敏度降低；免疫组织化学分析显示，CD117高表达与晚期FIGO分期、肌层浸润以及组织学分级均密切相关，且与较差的总生存率和无复发生存率显著相关。因此，CD117可作为子宫内膜癌细胞侵袭行为和预后的标志。Liu等[26]利用低分化子宫内膜样腺癌患者的手术组织标本建立了一种新的ZJB-ENC1细胞系，免疫组织化学结果显示，ZJB-ENC1细胞中的雌激素受体、孕激素受体、人类表皮生长因子受体2、上皮钙黏素、CD117、Oct3/4、人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因和P16表达均呈阳性，将该细胞移植到异种移植小鼠体内可在小鼠皮下形成移植瘤。而免疫缺陷小鼠的异种移植瘤致瘤性特征是鉴定肿瘤干细胞的金标准[27]。因此，CD117也可作为子宫内膜癌肿瘤干细胞的标志物，且靶向CD117治疗可增强化疗药物(如顺铂)的抗肿瘤作用。

2.4ALDH ALDH是一种内源性和外源性醛代谢解毒酶，可减轻原核生物和真核生物的氧化/亲电应激[28]。Rahadiani等[29]采用免疫组织化学法检测ALDH1在子宫内膜腺癌中的表达，结果发现ALDH1在小部分肿瘤细胞中表达，且ALDH1-hi细胞较ALDH1-lo细胞具有更强的致瘤性、耐药性和侵袭性，而ALDH1高表达与肿瘤T分期、淋巴侵犯、复发及患者预后均相关，提示ALDH1可作为子宫内膜癌的潜在干性标志物，且ALDH1高表达是患者预后不良的独立影响因素。Kitson等[30]研究发现，ALDH高表达的子宫内膜癌细胞具有更强的肿瘤干细胞活性，且细胞的干性基因和上皮-间充质转化基因表达均上调；研究还发现，二甲双胍具有抑制子宫内膜癌干细胞活性的作用，故将其作为子宫内膜癌辅助治疗时应充分考虑患者体重对治疗反应的影响。此外，Wang等[31]报道，ALDH1高表达的子宫内膜腺癌患者预后较差，且ALDH1高表达的HEC-1细胞较ALDH1低表达的HEC-1细胞更具致瘤性、侵袭性和抗凋亡能力，而组胺不仅可促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，还可增加ALDH1的表达，应用组胺受体1拮抗剂则可抑制组胺对ALDH1表达的影响。以上研究证明，ALDH不仅是子宫内膜癌肿瘤干细胞标志物，还是靶向子宫内膜癌的有效治疗靶点。

2.5Piwi样蛋白1(Piwi-like protein 1，Piwil1) Piwil1 在细胞增殖、分化和存活等生物学过程中具有广泛功能，其在多种肿瘤中异常表达，可能是潜在的肿瘤生物标志物和治疗靶点[32]。Chen等[33]研究发现，Piwil1表达与子宫内膜癌FIGO分期、淋巴血管腔受累、淋巴结转移及肌层浸润水平均显著相关，Piwil1过表达可维持干细胞样特征，包括细胞活力、迁移、侵袭以及成球活性增强等；此外，Piwil1还与间充质标记增加以及上皮钙黏素抑制相关的上皮-间充质转化表型有关，且Piwil1可增加CD44和ALDH1的表达水平。以上研究表明，Piwil1在调控上皮-间充质转化、维持子宫内膜癌肿瘤干细胞特征方面发挥重要作用，Piwil1是一个与子宫内膜癌相关的致癌基因，但其介导的肿瘤发生机制目前尚不清楚。

Chen等[34]通过研究Piwil1在子宫内膜癌中的调控作用，发现Piwil1可介导雌激素(雌二醇)刺激肿瘤细胞增殖，而雌激素受体α信号可通过与Piwil1启动子结合显著上调Piwil1的表达，在雌激素受体α阳性的子宫内膜癌细胞中Piwil1启动子被低甲基化，表明雌激素受体α信号与DNA低甲基化共同调控Piwil1的表达。因此，Piwil1可作为子宫内膜癌肿瘤干细胞生物标志物之一，为子宫内膜癌治疗方案的制订提供帮助。

2.6Sox2 既往研究表明，Nanog、Oct4、Sox2和myc等是与肿瘤干细胞相关的干细胞相关基因，通常在肿瘤干细胞中被激活，其中Nanog是DNA结合转录因子的同源框家族成员，具有典型的自我更新能力和多能性的转录调节功能；Oct4是POU(Pit-Oct-Unc)同源盒基因家族的成员，其表达与未分化、多能干细胞表型相关；Sox2是维持未分化胚胎干细胞自我更新和多能性的转录因子；myc则是目前研究最广泛的一种核内癌基因[35-36]。Nanog、Oct4、Sox2和myc等干细胞相关基因在子宫内膜癌中的表达存在差异。如Lee等[37]报道，Oct4和Nanog的表达与子宫内膜癌组织分化不良及预后无关，而Sox2的表达与myc水平呈负相关，Sox2高表达的子宫内膜癌细胞较Sox2低表达的子宫内膜癌细胞具有更强的集落形成能力；此外，Sox2还可调控表皮生长因子受体的表达，而表皮生长因子刺激又可诱导Sox2的表达，促进子宫内膜癌细胞迁移，而转化生长因子-β刺激可抑制Sox2的表达，减弱其克隆形成能力。该研究表明，细胞因子诱导的Sox2具有致癌特性，因此Sox2可能成为子宫内膜癌肿瘤干细胞标志物和治疗靶点。此外，Chen等[38]发现，缺氧和缺氧诱导因子均可引起肿瘤干性基因(如Sox2)失调；研究还发现，从子宫内膜癌细胞系和组织中分离的肿瘤干细胞在诱导扩增后不仅表达干性基因CD133和ALDH1，其缺氧和高烷基化修复同源蛋白5水平还可恢复分化的子宫内膜癌肿瘤干细胞的干细胞样状态并增加其干样表型，而低缺氧诱导因子或烷基化修复同源蛋白5水平则可显著降低细胞的肿瘤启动能力。该研究进一步证明Sox2是子宫内膜癌肿瘤干细胞标志物，同时提示抑制肿瘤微环境中的缺氧诱导因子表达可成为Sox2高表达子宫内膜癌的治疗方向。

2.7Musashi-1 Musashi-1是一种RNA结合蛋白，包含两个RNA识别基序，可与RNA分子结合并作为转录抑制因子，对干细胞自我更新和多能性状态的维持具有重要作用[39-40]。Götte等[41]研究表明，在子宫内膜增殖细胞中Musashi-1细胞数量的增加不仅支持其增殖特性，还提示Musashi-1阳性子宫内膜细胞具有祖细胞功能。Ma等[42]报道显示，子宫内膜腺癌患者Musashi-1信使RNA表达水平是正常子宫内膜者的2.8倍，且Musashi-1蛋白表达水平与肿瘤分期、分级、血管浸润等有关，与Musashi-1低表达者相比，Musashi-1高表达者的生存率显著降低。该研究提示，Musashi-1不仅可作为子宫内膜癌肿瘤干细胞相关的生物标志物，还是子宫内膜腺癌预后的独立因素。此外，Götte等[43]研究Musashi-1在体外对子宫内膜癌细胞行为的影响和作用模式，结果发现Ishikawa细胞中含有大量潜在的肿瘤干细胞，且与SP-相比，SP+Musashi-1的表达显著上调；研究还发现，Musashi-1通过Notch-1、hes-1和p21WAF1/CIP1调节子宫内膜癌细胞周期进展和细胞凋亡。因此，Musashi-1或可成为未来子宫内膜癌治疗的一个新靶点。综上，Musashi-1是潜在的子宫内膜癌肿瘤干细胞的干性标志物，同时也可能是子宫内膜癌预后的标志物之一。

2.8其他相关标志物 除上述与子宫内膜癌相关的肿瘤干细胞标志物外，还有一些标志物也与子宫内膜癌相关。补体是免疫系统的一部分，而CD55是一种已知的补体系统抑制剂，在肿瘤、蛋白损失肠病和疟疾等疾病中均有表达[44]。Saygin等[45]研究发现，CD55可通过受体酪氨酸激酶样孤儿受体2/c-Jun氨基端激酶信号通路调控子宫内膜癌细胞的自我更新以及核心多能基因的表达，并通过淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶信号通路调控顺铂耐药；研究还发现，Saracatinib(一种靶向淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶信号通路的抑制剂)也可增加化疗抵抗细胞对顺铂的敏感性。表明CD55不仅可作为子宫内膜癌肿瘤干细胞的干性标志物，还可成为淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶信号通路的有效靶点。

此外，上皮膜蛋白2(epithelial membrane protein 2，EMP2)是潜在的乳腺癌干性调节因子，靶向EMP2的单克隆抗体可有效靶向乳腺癌肿瘤干细胞，减少ALDH+的数量，同时还可阻断其在继发未治疗小鼠中的肿瘤启动能力[46]。Kiyohara等[47]关于EMP2与子宫内膜癌肿瘤干细胞的研究发现，EMP2的表达与ALDH表达水平相关，而ALDH表达可促进肿瘤启动；此外，抗EMP2 IgG1治疗可降低ALDH的表达和活性，同时还可降低原发性和继发性肿瘤负荷。

富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白相关钙粘连分子2(secreted protein acidic and rich in cysteine-related modular calcium-binding-2，SMOC-2)是富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白家族成员之一。Lu等[48]发现，SMOC-2在子宫内膜癌肿瘤干细胞中的表达水平高于非肿瘤干细胞，沉默SMOC-2可抑制细胞球的形成能力，同时降低与干性相关基因Sox2、Oct4和Nanog的表达并增强子宫内膜癌细胞的化疗敏感性；研究者为进一步评估SMOC-2是否可作为子宫内膜癌中肿瘤干细胞的标志物，检测151例子宫内膜癌患者的SMOC-2、CD133和CD44的表达水平，结果显示SMOC-2表达与预后不良的危险因素有关，且与肿瘤干细胞标志物CD133和CD44的表达密切相关。提示SMOC-2可能成为一种新的子宫内膜癌肿瘤干细胞干性标志物，靶向SMOC-2可增强子宫内膜癌的治疗效果。

Bmi-1是调节成体干细胞或祖细胞干性的关键因素[49]。Horie等[50]研究证实，Bmi-1蛋白在各级子宫内膜癌中的表达水平均显著高于正常的子宫内膜组织，且Bmi-1与Ki-67、细胞周期蛋白A或p53均呈显著正相关，表明Bmi-1可能是子宫内膜癌细胞增殖和患者预后的可靠干性标志物以及潜在的治疗靶点。Bmi-1有助于开发针对子宫内膜癌肿瘤干细胞的分子靶向药物，或作为原发性子宫内膜癌预后不良的监测指标。

轴抑制蛋白2(axis inhibition protein 2，Axin2)是子宫内膜腺体的长效、双潜能上皮祖细胞标记，在体内负责上皮再生，在体外负责子宫内膜的器官样发育。文献报道，消除Axin2+细胞可严重损害子宫内膜稳态及子宫内膜再生，在致癌转化过程中，Axin2+细胞则会导致子宫内膜癌，提示Axin2在驱动上皮稳态、子宫内膜再生以及子宫内膜癌转化中发挥不同作用[51-52]。

Tribbles假性激酶3(Tribbles pseudo kinase 3，TRIB3)是一种调控细胞内信号转导的支架蛋白。Wang等[53]发现，TRIB3信使RNA的表达水平与子宫内膜癌患者较短的总生存期呈显著正相关，经肿瘤球培养法富集的子宫内膜癌肿瘤干细胞的TRIB3蛋白表达显著增加；反之，在子宫内膜癌细胞中敲除TRIB3则可抑制肿瘤细胞球的形成、肿瘤干性基因的表达和体内肿瘤的发生。以上研究表明，TRIB3在子宫内膜癌中发挥致癌作用，并可正向调控子宫内膜癌肿瘤干细胞的自我更新和致瘤性，因此靶向TRIB3或可成为未来子宫内膜癌的潜在治疗策略。

3 小 结

目前子宫内膜癌的发病率和病死率均居恶性肿瘤前列，而肿瘤的进展、转移、复发和耐药给子宫内膜癌患者的治疗和预后带来严重挑战。肿瘤干细胞已成为目前生物医学领域的研究热点，将肿瘤干细胞理论应用于子宫内膜癌研究、寻找子宫内膜癌肿瘤干细胞特异性表面标志物，不仅可以为子宫内膜癌肿瘤干细胞的分离、富集和鉴定提供方向，对子宫内膜癌的早期诊断、预后评估及靶向治疗也具有重要的临床指导意义。因此，从分子、细胞、组织和动物等不同水平对子宫内膜癌肿瘤干细胞进行综合研究，进一步寻找特异性靶向多种肿瘤干细胞标志物的抑制剂或可成为未来肿瘤治疗的新方向。