【原】三阴性乳腺癌肿瘤干细胞研究进展

亢野，李建一，杨向红

中国医科大学附属盛

　　三阴性乳腺癌富含肿瘤干细胞，并具有独特的维持其肿瘤干细胞表型的分子机制和肿瘤微环境。肿瘤干细胞可促进三阴性乳腺癌的化疗耐药与复发。阻断关键分子或改变肿瘤微环境能够削减肿瘤干细胞，进而抑制三阴性乳腺癌的肿瘤生长，并逆转化疗耐药。

通信作者：杨向红，[e-mail]

原文参见：国际肿瘤学杂志. 2019;46(6):362-365.

　　乳腺癌居女性恶性肿瘤发病率之首【1】，按分子分型可分为管腔A型、管腔B型、人类表皮生长因子受体2（HER2）过表达型和三阴性乳腺癌。各亚型之间的细胞起源、基因突变、转移潜能、疾病进展、治疗反应以及临床转归均不同【2】。三阴性乳腺癌指雌、孕激素受体以及HER2均为阴性的乳腺癌，易复发和转移，且缺少针对性治疗方法，是预后最差的亚型【3】。肿瘤干细胞相当于肿瘤细胞的种子，在肿瘤耐药、转移和复发的过程中都发挥着重要作用【4】。三阴性乳腺癌中的肿瘤干细胞比例显著高于其他亚型。近年来，三阴性乳腺癌中丰富的肿瘤干细胞被认为是导致其不良结局的重要因素，并逐渐成为研究热点。

　　1　肿瘤干细胞概述

　　致瘤突变能使正常细胞发生一系列表观遗传学的改变，最终转变为肿瘤干细胞，这一过程也被称为肿瘤细胞的重新编程【5】。肿瘤干细胞具有肿瘤性、病理性的分化能力，能够在保持自身数量稳定的同时产生快速增殖的肿瘤细胞【6,7】。在致瘤突变赋予了肿瘤干细胞分化能力后，虽然致瘤突变继续存在于肿瘤中并可促进肿瘤细胞增殖，但突变本身不再是维持肿瘤干细胞自稳和分化能力的必要条件【8】。靶向药物大多针对致瘤突变，化疗药物只能够杀死快速增殖的细胞，以上两种药物均不能杀死静止状态的肿瘤干细胞。靶向治疗结束后，存活的肿瘤干细胞可产生新的甚至耐药的肿瘤细胞，导致肿瘤进展【9】。另外，肿瘤干细胞可通过产生耐药蛋白、DNA损伤修复、抑制凋亡通路以及自噬等途径存活【10】。

　　乳腺癌肿瘤干细胞表型具有可塑性，能够在相对静止状态、侵袭状态、间质状态和更具增殖能力的上皮样状态之间相互转化【11】，其自稳的维持依赖于多种复杂的细胞内与细胞间因素的调控。肿瘤干细胞生态位指由间质干细胞和免疫细胞所构成的特殊肿瘤微环境。生态位中的乳腺癌肿瘤干细胞与基质细胞之间主要通过分泌因子Wnt2、Wnt9a、迁移及趋化因子12和白细胞介素（IL）-6进行通信，以维持自身的干细胞表型【12】。目前，肿瘤干细胞的标志物包括CD44、CD24、CD133、CD10、CD49f、PIWIL2以及EpCAM等。测定乙醛脱氢酶活性、评估整合素受体表达、排斥ABC转运蛋白的能力以及肿瘤微球形成实验等方法也可以用来识别和富集肿瘤干细胞【13-15】。

　　2　三阴性乳腺癌中的肿瘤干细胞

　　2.1　三阴性乳腺癌中肿瘤干细胞的特点

　　三阴性乳腺癌富含肿瘤干细胞【16】。与其他亚型不同，三阴性乳腺癌的肿瘤干细胞中存在一些特殊的分子机制来维持其表型，这些机制主要由异常表达的转录因子调控下游信号通路所介导。Krüpple样因子5是一种在三阴性乳腺癌肿瘤干细胞中过表达的转录因子，能促进细胞的增殖、存活以及干性的维持【17】。缝隙连接蛋白26通过稳定多潜能转录因子Nanog并激活黏着斑激酶来促进肿瘤干细胞的自我更新【18】。糖原合成酶激酶β能促进肿瘤干细胞的上皮间质转化，进而维持其干性【19】。X盒结合蛋白1（XBP1）在三阴性乳腺癌中过度表达，下调XBP1的表达可抑制肿瘤生长和肿瘤复发，降低CD44阳性/CD24低表达或阴性细胞亚群的比例。XBP1与缺氧诱导因子（HIF）-1α组合成一个转录复合物，促进下游基因的转录，从而提高肿瘤干细胞比例【20】。此外，C-Jun氮端激酶通过磷酸化C-Jun来增强Notch1的转录，以此促进三阴性乳腺癌的肿瘤细胞向肿瘤干细胞转化【21】。高表达的未磷酸化的干扰素刺激因子3能强烈抑制信号传导和转录激活因子的表达，从而维持三阴性乳腺癌中肿瘤干细胞的比例【22】。

　　此外，肿瘤微环境对于维持三阴性乳腺癌中肿瘤干细胞的表型至关重要。肿瘤干细胞的上皮间质转化能够上调CD90的表达，CD90能够介导肿瘤干细胞与肿瘤相关巨噬细胞之间的黏附。作为响应，肿瘤细胞上的CD90激活Src和核转录因子-κB（NF-κB）通路，导致肿瘤干细胞分泌IL-6、IL-8等细胞因子。这些细胞因子能够维持肿瘤干细胞的干性并增强其活性【23】。IL-1受体相关激酶1在三阴性乳腺癌中显著过表达，其可通过促进NF-κB相关细胞因子的分泌使三阴性乳腺癌中肿瘤干细胞比例提高【24】。脂肪细胞分泌的瘦素和IL-6可通过激活Notch、Wnt通路及OCT-4/SOX2/Nanog信号轴等与成人和胚胎干细胞的自我更新和分化相关的通路维持肿瘤干细胞的干性【25】。三阴性乳腺癌中的部分肿瘤细胞能够通过旁分泌Hedgehog蛋白来刺激肿瘤相关成纤维细胞合成纤维细胞生长因子5，后者则以旁分泌的方式使肿瘤细胞发生干细胞化，进而促进肿瘤耐药【26】。另外，悬浮培养能够提高三阴性乳腺癌中的肿瘤干细胞比例，并增强雄激素受体表达。表达雄激素受体的细胞能够抵抗失黏附所诱导的细胞凋亡，从而促进肿瘤细胞向肿瘤干细胞转化【27】。

　　2.2　肿瘤干细胞与三阴性乳腺癌化疗耐药

　　化疗药物能使肿瘤干细胞处于一种非增殖、非凋亡、与缺氧相关的自噬状态，进而逃避细胞毒性药物的损伤【28】。在化疗期间，存活的肿瘤干细胞能分化出对药物不敏感的快速增殖细胞来补充化疗时损失的肿瘤细胞，造成化疗耐药【7】。Bousquet等【29】利用三阴性乳腺癌异种移植体的相关药理学模型证明，化疗过程中产生的缺氧微环境能通过促进肿瘤干细胞自噬的方式来降低化疗药物对肿瘤干细胞的损伤。应用自噬相关通路的阻断剂可恢复肿瘤对化疗的敏感性。在耐多西他赛的三阴性乳腺癌中，肿瘤干细胞中驱动蛋白家族成员11表达显著增强。敲减驱动蛋白家族成员11基因可显著降低肿瘤干细胞和微球形成的比例，提高三阴性乳腺癌对化疗的敏感性【30】。在接受化疗时，c-MYC和MCL1可通过增加线粒体氧化磷酸化和促进活性氧的生成来维持肿瘤干细胞的数量【31】。另外，化疗时肿瘤微环境中炎性细胞因子的分泌也能促进肿瘤干细胞存活。缺氧肿瘤微环境可诱导HIF的表达，HIF可通过活化IL-6和IL-8信号通路富集肿瘤干细胞，从而促进多药耐药蛋白1的表达【32】。经过紫杉醇处理后，三阴性乳腺癌细胞株和鼠异种移植体的转化生长因子-β（TGF-β）自分泌和IL-8的分泌增加，从而促进肿瘤干细胞的形成【33】。

　　2.3　抗三阴性乳腺癌肿瘤干细胞的靶点与药物

　　通过抗肿瘤干细胞来治疗三阴性乳腺癌的策略主要包括阻断维持肿瘤干细胞表型的关键分子、改变肿瘤微环境和增强肿瘤干细胞对化疗药物的敏感性。米非司酮可通过下调纤维细胞生长因子5的表达来降低三阴性乳腺癌中肿瘤干细胞的比例【17】。硫链丝菌肽通过抑制SHH信号通路消除肿瘤干细胞表型【34】。干扰素β能够降低波形蛋白等间质蛋白的表达，增强CD24等非肿瘤干细胞标志物的表达，促进肿瘤干细胞向非肿瘤干细胞表型转化【22】。此外，雌激素受体β也具有促使肿瘤干细胞去干性的作用【35】。雷帕霉素、丙戊酸和他莫昔芬三者联用可同时阻断雷帕霉素靶蛋白C1、组蛋白脱乙酰基酶以及雌激素受体1α，从而抑制肿瘤干细胞的生长【36】。Gd@C82(OH)22是一种非毒性的纳米材料，能通过阻断上皮间质转化来减少乳腺癌中肿瘤干细胞的数量，进而抑制肿瘤的发生和转移。在常氧条件下，Gd@C82(OH)22可通过阻断转化生长因子-β（TGF-β）通路来削减肿瘤干细胞。而在低氧条件下，此材料能够同时降低HIF-1α和TGF-β的活性，增强对肿瘤干细胞的清除作用【37】。C1572是一种小分子天然产物，纳摩尔级别浓度的C1572可通过蛋白酶体依赖性机制显著降低c-MYC蛋白水平。Yang等【38】研究发现，经过C1572处理后，三阴性乳腺癌细胞株中的肿瘤干细胞含量减少了28倍。

　　除了削减肿瘤干细胞，增强肿瘤干细胞对药物的敏感性也是抗肿瘤干细胞治疗的一个方面。莱菔硫烷能够通过抑制NF-κBp65亚基易位，下调P52的表达和减少IL-6下游基因的转录，从而减少肿瘤干细胞，增加三阴性乳腺癌对紫杉类药物的敏感性【32】。恩杂鲁胺（雄激素受体阻断剂）预处理可降低三阴性乳腺癌中肿瘤干细胞比例，并降低其成瘤能力。无论与紫杉醇同时还是序贯使用，恩杂鲁胺都能够通过抑制肿瘤干细胞来降低肿瘤复发及耐药【27】。达沙替尼可使肿瘤干细胞向上皮样表型转化，进而恢复耐药三阴性乳腺癌对紫杉类药物的敏感性【39】。氯喹具有抑制自噬、线粒体结构损伤修复和双链DNA断裂损伤修复的作用。与卡铂联用时，氯喹能有效抑制卡铂诱导的自噬，并且降低肿瘤干细胞中DNA修复蛋白的表达，阻碍肿瘤干细胞修复受损的DNA，进而抑制肿瘤生长，增强卡铂疗效【40】。在乳腺癌1号基因突变的三阴性乳腺癌中，肿瘤干细胞对多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶抑制剂具有抗性。敲减DNA修复相关蛋白RAD51可以恢复肿瘤干细胞对多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶抑制剂的敏感性，并延缓肿瘤生长【41】。

　　3　结语

　　三阴性乳腺癌缺少内分泌治疗以及抗HER2治疗等针对性的治疗手段，在晚期的化疗过程中容易产生耐药，令三阴性乳腺癌的治疗困难重重。三阴性乳腺癌富含肿瘤干细胞，肿瘤干细胞在三阴性乳腺癌的转移、复发以及化疗耐药过程中都发挥着重要作用。三阴性乳腺癌中存在一些独有的维持肿瘤干细胞表型的分子通路及肿瘤微环境。越来越多的研究表明，阻断这些分子或者改变肿瘤微环境能够显著降低三阴性乳腺癌中肿瘤干细胞的比例，进而逆转化疗耐药，抑制肿瘤转移。抗肿瘤干细胞治疗有望成为改善三阴性乳腺癌不良结局的有效手段。

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