胰腺肿瘤干细胞标记物的研究进展

赵旭，闫思琦，赵建国

（1.内蒙古医科大学 研究生院，内蒙古 呼和浩特 010050；2.内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古 包头 014040；3.内蒙古医科大学附属医院 肝胆胰脾外科，内蒙古 呼和浩特 010050）

胰腺癌是最致命的癌症之一，发病隐匿，侵袭性强，预后差[1]。胰腺导管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）占胰腺癌的80%～90%，在胰腺癌亚型中预后最差[2]。根据美国国家癌症研究所2023年的估计[3]，胰腺癌占所有新发癌症病例的3.3%，占所有癌症相关死亡的8.3%。胰腺癌的5年相对生存率为12.5%[3]。因此，早期发现胰腺癌是提高生存率的最有效方法[4]。

肿瘤干细胞（cancer stem cells，CSCs），也称为肿瘤起始细胞（tumor initiating cells，TICs）参与肿瘤起始、维持及稳定肿瘤异质性等过程，在肿瘤的发生、发展过程中发挥了关键作用[5]，被认为是肿瘤难以治愈和复发的根本原因[6]。目前，关于胰腺CSCs的研究颇多。Notch信号通路、Wnt/β-catenin通路、Hippo通路、sonic hedgehog（Shh）通路、PI3K/Akt/mTOR通路、JAK/STAT3通路等可能参与了胰腺癌的发生、发展和胰腺CSCs的生物学过程[7-8]。胰腺CSCs的识别和特征将有助于为胰腺癌患者提供早期诊断和更成功的治疗[9]。然而，由于缺乏特异性的标记物，导致胰腺CSCs分离和鉴定非常困难，故寻找可靠有效的胰腺CSCs标记物尤为重要。笔者对胰腺CSCs的标记物在胰腺癌的增殖、转移、侵袭、耐药及预后等方面的作用进行总结。

1 胰腺CSCs标记物

胰腺CSCs可表达多种分子，包括CD44、CD24、CD133、上皮细胞黏附分子（Epithelial cell adhesion molecule，EpCAM）、细胞间质上皮转换因子（cellular-mesenchymal epithelial transition factor，c-Met）、醛脱氢酶1（aldehyde dehydrogenas 1，ALDH1）、C-X-C基序趋化因子受体4（C-X-C motif chemokine receptor 4，CXCR4）、腺苷三磷酸结合盒转运蛋白G2（ATP binding cassette subfamily G member 2，ABCG2）、双皮质激素样激酶1（doublecortin-like kinase 1，DCLK-1）、谷氧还蛋白3（glutaredoxin 3，GLRX3）、富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体5（eucine-rich-repeat-containing G-protein-coupled receptor 5，Lgr5）、Nanog、Oct4、Sox2、CD9、α6β4、巢蛋白（nestin）等[8-9]。这些分子的表达将细胞重新编程为胰腺CSCs并促进可塑性，从而使肿瘤细胞适应环境的变化并存活，是与肿瘤临床进展和复发相关的不良预后指标[8]。然而，胰腺CSCs上只有少数已知的表面标记物表达，并且没有鉴定出独特的标记物来分离来自不同肿瘤类型的CSCs。因此，通常使用几种标记物的组合来提高分离的CSCs的纯度。同时表达CD44、CD24和上皮特异性抗原（epithelial specific antigen，ESA）的肿瘤细胞首先被Li等[10]定义为胰腺CSCs。研究[10]发现，CD44+CD24+ESA+表型在体外和体内的肿瘤起始能力（tumor-initiating capacity）比其他癌细胞增加了100倍。此外，临床研究[11]结果发现，CXCR4+CD133+细胞和CD24+细胞是胰腺癌病死率的独立预测因子，患者较低的生存率与CD133、CD24和CXCR4的表达之间存在明显关系。

1.1 CD44

CD44是透明质酸（hyaluronic acid）和骨桥蛋白（osteopontin）的跨膜糖蛋白和细胞表面黏附受体，是胰腺癌中重要的CSCs标记物之一[12]。最近研究[13]发现，仅存在CD44并不足以检测CSCs，需要与另一种CSCs标记物，如CD24或CD133的双重反应。Nallasamy等[14]研究发现，骨桥蛋白/分泌型磷蛋白1（secreted phosphoprotein 1）可以通过调节CD44介导的干细胞标记物Nanog，ABCG2来促进胰腺癌细胞中的干性特征，沉默骨桥蛋白/分泌型磷蛋白1或CD44可能导致干性特征降低。此外，CD44还可以增加c-Met的活性，抑制Hippo信号通路[15]。CD44变异的改变在肿瘤侵袭和转移中起着重要作用[16]。在胰腺癌中研究最广泛的CD44变异形式是CD44v6，CD44v6表达升高在胰腺癌转移中发挥作用[17]。研究[18]发现，变异体CD44v3敲低抑制胰腺癌细胞的增殖、侵袭、转移和干性，CD44v3可作为胰腺癌干预治疗的潜在候选者。此外，CD44+细胞也在胰腺癌远处转移和侵袭性行为及吉西他滨耐药中发挥重要作用[19]。Kuo等[12]证明，CD44的过表达与胰腺癌患者术后5年总生存率降低相关。

1.2 CD133

CD133是一种糖基化的五跨蛋白，已作为胰腺癌的CSCs标记物[20]。CD133参与了与转移和上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）相关的多个信号通路。Liou等[21]揭示，CD133通过Wnt/β-catenin通路增强EMT，促进肿瘤侵袭性。Safa[22]发现CD133激活白介素1β（interleukin 1β，IL-1β）-核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）通路导致侵袭和转移。此外，CD133+胰腺癌细胞表现出吉西他滨耐药[9]，有逃避放射线损伤的作用[23]，从另一个角度说明胰腺癌细胞中CD133+干细胞亚群对化疗及放疗耐受。既往研究[24]提示CD133过表达与临床TNM分期、分化差、淋巴结转移及胰腺癌患者生存率较低有关。通过多变量分析，CD44与CD133在胰腺CSCs中的高共表达被确定为患者无病生存的独立预后因素。

1.3 CXCR4

CXCR4是一种G蛋白偶联趋化因子受体，在CSCs，尤其是迁移性CSCs中上调。在胰腺CSCs中，CD133和CXCR4的联合表达与侵袭和转移能力的增强相关，而这可通过阻断CXCR4预防[13]。源自胰腺星状细胞（pancreatic stellate cells，PSCs）的CXC趋化因子配体12（CXC chemokine ligand 12，CXCL12）介导胰腺癌细胞和PSCs之间的串扰以促进胰腺癌干性。ETS同源因子（ETS homology factor）通过负调节肿瘤CXCR4降低了胰腺癌对PSC衍生的CSCs支持生态位刺激的敏感度[25]。研究[26]发现CXCL12/CXCR4轴可能在胰腺癌的结缔增生反应中发挥重要作用。CXCR4的激活通过增加Shh的产生来促进胰腺癌的化疗耐药特征，Shh以自分泌的方式促进EMT和胰腺癌细胞更类似干细胞的状态[24]。曹威等[27]通过Meta分析发现，CXCR4高表达是胰腺癌发病、淋巴转移、远处转移、高TNM分期、血管侵犯的危险因素，提示患者预后差。这些都提示CXCR4高表达可用于胰腺癌的早期诊断，其表达水平可能是胰腺癌的潜在预后分子标记物。

1.4 c-Met

c-Met是肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）的酪氨酸激酶受体，是胰腺CSCs的另一个标志记物[13]。胰腺癌细胞中c-Met的高表达与CSCs行为相关：与c-Met-细胞无法形成球状体相反，c-Met+细胞具有更高的形成肿瘤球和引发肿瘤的能力[13]。敲除c-Met或抑制c-Met在胰腺癌中的活性可以减少肿瘤微环境的形成，抑制肿瘤移植的生长，减少肿瘤的转移[28]。在胰腺癌中，有证据[24]也强调了HGF/c-Met信号在维持胰腺祖细胞和干细胞中的重要作用，HGF/c-Met轴参与了复杂的肿瘤间质串扰、体内吉西他滨耐药和耐药肿瘤细胞的转移。同时靶向配体和受体并结合化疗，为有效减缓胰腺癌的进展提供了最有效的方法[29]。在临床上，c-Met过表达是胰腺癌患者的一种不良预后标记物，与肿瘤分级、肿瘤结节抑制期增加和生存较差直接相关[24]。

1.5 ALDH1

ALDH1是酶的超家族成员之一，已用作胰腺癌实验研究中的CSCs标记物[20]。ALDH1已被证明可以调节胰腺癌的增殖，并为其提供吉西他滨和环磷酰胺抗性[30]。无论体外和体内，ALDH1+胰腺癌细胞的致瘤性均高于未分选的胰腺癌细胞和ALDH1-细胞[15]。有研究[31]认为ALDH1B1本身不致癌，而却是K-ras诱导胰腺癌的先决条件。ALDH1A3通过激活PI3K/Akt/mTOR信号通路增加胰腺癌细胞的糖酵解，从而促进肿瘤转移[32]。此外，ALDH1的过表达与胰腺癌预后不良有关[33]。ALDH1A1水平越高，患者的预后越差，尤其是消化系统肿瘤[32]。

1.6 EpCAM

EpCAM虽然被视为CSCs标记物之一，但关于其与CSCs特异性是否相关的信息有限[24]。据报道[16]，与EpCAM-细胞相比，EpCAM+胰腺癌已被证明具有增强的致瘤潜能。Dzobo等[34]通过生物信息学分析发现，与邻近正常组织相比，EpCAM在胰腺癌肿瘤样本中的表达显著上调。目前EpCAM的临床意义及其对临床预后的影响仍有争议，一些临床报道认为EpCAM高表达与预后良好相关，而其他研究则认为EpCAM高表达是一个预后不良的因素[24]。

1.7 DCLK-1

DCLK-1已被鉴定为胃肠道、胰腺和人类结肠癌细胞中的CSCs标记物[35]。DCLK-1阳性肿瘤细胞连续为胰腺上皮内瘤变（pancreatic intraepithelial neoplasia）、原发性和转移性胰腺癌以及胰腺癌衍生的体内和体外微球提供子代细胞[36]。还有研究[37]发现胰腺癌早期（I期和Ⅱ期）血清DCLK-1水平高于正常对照组，但在晚期迅速下降至正常水平。这些都提示DCLK-1可以作为胰腺癌诊断的潜在生物标记物。表达DCLK-1的胰腺癌细胞不仅显示出肿瘤起始特征并形成类器官，还有证据[13]表明DCLK-1参与EMT的调节，抑制DCLK-1表达导致EMT转录因子的下调。并且DCLK-1的抑制增加了胰腺癌对吉西他滨的敏感度[35]。赖氨酸特异性脱甲基酶3A（lysine specific demethylase 3A）可能通过调控DCLK-1在胰腺癌的肿瘤形成的进程中起关键作用，可通过赖氨酸特异性脱甲基酶3A靶向治疗胰腺癌[38]。DCLK-1过表达与胰腺癌的肿瘤分期、转移和低生存率密切相关。研究[37]发现DCLK-1水平高的患者TNM分期较高，淋巴结转移率较高，同时DCLK-1阳性表达与胰腺癌患者更高的组织学分级、更高的术前CA19-9水平、更短的总生存时间和无复发生存期有关。

1.8 其他胰腺CSCs标记物

CSCs通过过表达标记物，如Sox、Nanog、Oct4，增强自我更新特征和多能性[39]。在胰腺癌中，Nanog和Oct4在胰腺癌症组织中的过度表达导致不良后果，并且它们的敲低降低了体外和体内胰腺CSCs的侵袭、迁移、化疗耐药性和增殖[40]。在胰腺CSCs中，ABCG2过表达[9]。ABCG2通过增强药物外排能力介导对5-氟尿嘧啶和伊立替康的耐药性[41]。洪乐等[42]揭示，转录调控因子FOXO1（forkhead box 1）阴性细胞具有干细胞样的高致瘤性，且FOXO1作为一种胰腺CSCs标记的特异性可能比胰腺癌细胞中的CD133与ALDH1更好，microRNA-21可通过调节FOXO1实现对胰腺癌细胞的促进作用，可见，胰腺癌中阴性表达的分子也能成为CSCs表面标记物。Wang等[43]表明，CD9为胰腺CSCs的功能标记物。相关生物信息学数据集的分析表明，CD9丰度是胰腺癌患者预后不良的独立标记物[44]。一项功能研究[45]显示，GLRX3参与癌细胞增殖，迁移，侵袭，肿瘤发生和维持CSCs特性，GLRX3似乎通过c-Met和Wnt信号调节CSCs表型。以上结果表明，GLRX3是胰腺CSCs的新潜在生物标记物，也可能是其治疗靶点。最近，在胰腺癌中发现了一个以高水平的层粘连蛋白亚基γ2（laminin subunit gamma 2，LAMC2）为特征的CSCs，它经历自我更新和向鳞状表型分化。用新型转化生长因子β（transforming growth factor β，TGF-β）信号抑制剂vactosertib靶向表达LAMC2的细胞，可用于抑制胰腺癌患者的CSCs相关转移[46]。由此可见，LAMC2可能是胰腺CSCs的潜在标记物。

2 总结与展望

CSCs是一种有前景的癌症治疗靶点，任何针对CSCs的治疗都具有改善癌症治疗和预后的巨大潜力。本文总结了几种当前已知的胰腺CSCs标记物在胰腺癌细胞的增殖、转移、侵袭、耐药及预后方面的作用。尽管CSCs标记物在肿瘤间或物种间的相对重叠较小，目前仍然无法确定哪些亚群细胞是CSCs，并且一些标记物的使用尚存在争议。随着研究的不断深入和技术的不断更新，越来越多的胰腺CSCs标记物将会被鉴定出来，对于胰腺CSCs在胰腺癌中的作用机制和相关信号通路的研究也日趋深入，胰腺CSCs标记物将在胰腺癌的早期诊断、靶向治疗及预后评估中发挥更重要的作用。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：赵旭直接参与文献选题，负责文献资料解读分析和文章初稿撰写；闫思琦负责文献检索及内容审阅；赵建国负责文献总体选题和设计、文献稿件最终审阅定稿，对学术问题进行解答，并最终同意论文发表。