尽管在诊断和治疗方面进行了数十年的研究和成功改进，但前列腺癌 (PC) 仍然是一个重大挑战。近年来，已经很明确PC 干细胞 (PCSCs) 是 PC 肿瘤发生、复发、转移和治疗耐药的驱动力。
前列腺癌 (PC) 是最常见的癌症，也是工业国家男性癌症死亡的第二大原因。预计全世界每年有超过 141 万例新病例和超过 375,000 例死于该肿瘤。 如果肿瘤局限于前列腺，治愈的好机会是手术切除 [根治性前列腺切除术 (RP)] 或器官放射。这两种治疗方案都与不良反应有关，例如尿失禁和性功能障碍，这些都会对生活质量产生负面影响。治愈的前提是彻底切除肿瘤。如果残留的肿瘤细胞持续存在，肿瘤可能很快就会复发并开始转移。总体而言，淋巴结阴性患者 RP 后生化失败发生在 5 年内约 15%–40% 的病例中，并且与手术方法无关 。对于在生化失败的最早迹象出现局部复发的患者，唯一可能治愈的治疗是补救性放疗，最好是 PSA 水平 <0.2 ng/ml. 在转移性肿瘤的情况下，治疗选择包括雄激素剥夺疗法 (ADT) 和化学疗法 。然而，化疗和去势抗性 PC 通常会发展并主要导致治疗失败和死亡率。
一种解释肿瘤的异质性、肿瘤启动能力和治疗耐药性的模型是癌症干细胞 (CSC) 假说。CSC 假说假定癌细胞按等级组织并在肿瘤内形成不同的异质亚群。CSC 处于层次结构的顶端，代表具有干细胞样特性的癌细胞，例如自我更新、多能性和可塑性，这些特性在肿瘤的生命周期中进化. 讨论了可能促进 CSC 出现的不同因素，如通过遗传和表观遗传改变的去分化、克隆扩增、通过上皮-间质转化 (EMT) 的适应以及在肿瘤微环境的影响下或在治疗压力下的转分化。CSCs 被发现是肿瘤进展、转移和治疗抵抗的驱动力，并且正在开发新的策略来识别和治疗它们 。我们的迷你评论描述了前列腺 CSCs (PCSCs) 的临床方面和新的治疗选择，旨在治愈迄今为止无法治愈的疾病阶段。
前列腺癌干细胞
2005 年首次从接受 RP 的患者中分离出具有干细胞特征（例如自我更新、多能性和可塑性）的 PC 细胞。PCSC 也可以从已建立的 PC 细胞系中获得，尤其是转移起源的，其特征是在非贴壁培养条件下形成球体、高克隆形成性、高自我更新率以及形成表型混合的能力非克隆形成细胞群。不同的抗原参与了 PC 的肿瘤发生、转移和治疗耐药的各种信号通路，被鉴定为 PCSCs 的特征。
PCSC 可能起源于正常前列腺干细胞、正常前列腺祖细胞或经过遗传和表观遗传改变或肿瘤微环境变化后分化的正常前列腺细胞。研究发现，原癌基因 MYC 的激活、抑癌基因 PTEN 的缺失或修复基因BRCA2、ATM和CHEK2的突变会导致基因组不稳定并推动 PC 的进展和异质性。Polson 及其同事不仅在分化的 PC 细胞中而且在 PCSC 中都显示了 TMPRSS2:ERG 基因融合的高频率. 当转录因子 ERG 受到前列腺特异性、雄激素调节的 TMPRSS2 基因启动子的控制时，发现增强的 ERG 表达。由于增强的 EGR 表达可以影响 SC 的分化、自我更新和维持，因此讨论了 TMPRSS2：ERG 融合也可能在 PCSC 的出现和维持中发挥决定性作用。
PCSC 可以在致癌转化后从基底细胞或管腔上皮细胞进化而来 ( 11 )。小鼠单细胞测序研究的最新发现表明，在阉割后存活下来的分化管腔细胞可以通过获得干细胞样再生特性来促进前列腺再生。还有证据表明 PCSCs 可能来自基底细胞层，因为免疫功能低下小鼠中的组织来源的肿瘤起始细胞表达基底标记物（如 p63），但不表达雄激素受体（AR）或管腔分化标记物。PSA 和 PAP）。此外，在 PC 肿瘤发生过程中可能存在基底细胞的丢失和管腔细胞的扩张. 例如，Choi 及其同事证明，肿瘤抑制因子 PTEN 的失活会诱导基底细胞分化为具有转化能力的管腔细胞。
PCSC 可以分化成 PC 祖细胞 (PCPC) 或分化的 PC 细胞 (DPCC)，这导致异质性前列腺肿瘤的典型形成，其分级由 Gleason 评分确定。有趣的是，Castellon 等人。发现干细胞标志物 CD133、CD44 和 ABCG2 在中等级别的 Gleason 活检中表达最高，与较低或较高级别的活检或淋巴结和骨转移相比 ( 67 )。这表明 PCSC 在肿瘤似乎局限于腺体且手术治疗或放疗通常具有治愈目的的阶段达到显着数量。然而，尽管进行了局部治疗，许多 PC 患者仍会出现生化复发. 因此，假设 PCSC 保留在手术或放射区域或已经进入血液循环并定植淋巴结或其他器官，因为它们具有迁移能力并持续存在于前列腺外组织中。因此，局部肿瘤中 PCSC 的数量和特征被作为 PC 复发的预后因素进行讨论。例如，与非复发性 PC 组织相比，在 RP 后发现复发性 PC 组织中干细胞标记物 SOX2、OCT4、KLF4 和 ABCG2 的表达显着增强。
放疗是局部疾病、复发或晚期 PC 的一种治疗选择。然而，PC 细胞的放射抗性是放射治疗成功的障碍。辐射后发现具有 CSC 特征的 PC 细胞亚群，其特征是增强的 PI3K/Akt/mTOR 信号。因此，PCSC 似乎有助于抗辐射肿瘤的形成。
PC 细胞优先转移至淋巴结、肝脏和骨骼 ( 73). 脊柱、骨盆和肋骨是 PC 中最常观察到的骨转移部位。这种分布通常是多灶性的，并且中轴骨骼的优选参与表明与红骨髓的亲和力。骨髓似乎特别适合作为 PC 细胞的转移部位，因为它的血流速度很慢。此外，含有造血干细胞的骨髓似乎为散播的 PCSC 形成了一个合适的生态位。大约 10% 的患者在诊断时已经存在骨转移，而 70% 至 80% 的患者在 RP 后复发，最终发展为骨转移的晚期疾病。这证实在早期诊断中已经存在 PC 细胞亚群，具有干细胞样特性的局部前列腺肿瘤能够传播和定植远处器官。转移性 PC 细胞的特征是整合素的高表达，促进它们粘附到骨细胞外基质的广谱蛋白质和释放因子（FGF、IGF、VEGF 或 Wnt 通路相关因子，最初参与骨形成和维护）持久性[在。Castellon 及其同事发现，在淋巴结和骨骼的转移灶中，PCSC 标志物的表达量很低，但可以用 PCPC 和 DPCC 的流行来解释这一现象 。
PCSC 的特征是雄激素受体 (AR) 表达低或缺乏，因此 PSA 释放缺失或减少。因此，它们可能会逃过 PSA 筛查，雄激素受体表达和可测量的 PSA 值可能仅在转移性 PCSC 已经分化和扩增时才能检测到。这可能是对生化复发检测（由上升的 PSA 曲线定义）和已经存在的进行性疾病之间经常观察到的差异的解释。
晚期 PC 的一线治疗是 ADT。一般来说，肿瘤最初对 ADT 反应良好；然而，ADT 的治疗效果只能持续 12-33 个月的有限时期。那时，ADT 抗性 PC 细胞出现并形成去势抗性肿瘤病变。越来越多的证据表明 PCSC 促成了这一现象。由于 PCSC 被发现为 AR 阴性并且具有独立产生雄激素的能力，因此在接受 ADT 治疗时它们可能具有生存获益。事实上，尽管 AR + /PSA +肿瘤细胞在未治疗的雄激素敏感性肿瘤中形成主要细胞群，但 AR -/lo和 PSA -/lo的富集在未经治疗的较高级别疾病和 CRPC 中发现了细胞 。此外，与 CSC 相关的基因，如OCT4、SOX2、NANOG、BMI1、BMP2、CD44、SOX9和ALDH1，被发现在恩杂鲁胺耐药细胞中上调。有证据表明，缺乏配体结合域但保留转录活性的截短 AR 变体起着决定性作用。特别是，变体 AR-V7 可能参与 EMT 并促进 PCSCs 的出现 。
最近的一项研究证明了 PC 细胞在 ADT 期间重新编程为干细胞样细胞。在雄激素耗尽超过 90 天后，在 LNCaP 细胞中观察到重新分化为干细胞样表型，其特征是生长为漂浮的球体，CD133、ALDH1A1 和多药耐药蛋白转运蛋白 ABCB1A 的表达增强。有趣的是，再分化的干细胞样细胞中的 ABCB1A 表达与对多西紫杉醇和 2-羟基氟他胺的耐药性增强有关。这提供了一个理由，即在 ADT 期间可能已经在前列腺肿瘤中诱导了化学抗性，并强化了推荐在未接受过激素治疗的 PC 中进行化学疗法的医学指南。
转分化的一个例子是神经内分泌 PC 细胞 (NEPCC) 在 ADT 治疗后约 25% 的患者中出现。NEPCC 是激素难治性的，分泌肽激素和生长因子，用于旁分泌刺激微环境中的周围细胞 。发现 PTEN 的丢失与肿瘤抑制因子 TP53 和 Rb1 的失活同时导致 PC 细胞的可塑性，具有增强的转移潜能和从腺癌向神经内分泌 PC 的转化。
PCSC 还有助于 PC 的化学抗性。多西紫杉醇 (DTX) 抗性细胞显示 CD44 和 CD133 表达增强，导致迁移和侵袭增强 ( 85 – 87 )。此外，还发现了 Notch 信号的增强活性，它通过上调 ABCC1 促进了 DTX 抗性。
针对 PCSC
目前针对 PC 的治疗，如 ADT、化学疗法和放射疗法，旨在去除大量肿瘤，但似乎并未有效影响耐药 PCSC。因此，针对 PCSC 的新治疗方法的研究越来越多。这些方法包括靶向 PCSC 相关通路、靶向 PCSC 微环境和免疫疗法。
靶向 PCSC 相关信号通路
Hedgehog (Hh)、Wnt、Notch 和 NF-kB 通路调节增殖、存活、转移、细胞凋亡、复发和治疗耐药性，被确定与 PCSC 相关 ( 11 , 89 – 91 )。因此，已经开发出不同的策略来通过抑制剂或 RNA 沉默来靶向这些途径 ( 90 , 92 – 94). 针对 Hh 通路（Sonidegib、GANT-61 和 GDC-0449）、Wnt 通路（3289-8625、LGK974、Foxy-5 和 OMP-54F28）、Notch 通路（RO4929097）和 NFkB 通路的特异性抑制剂[bortezomib、PS1145、BMS345541、Aspyrin、17-(allylamino)-17-demethoxygeldanamycin 和 BKM120] 在临床前和临床试验中进行了测试，目的是攻击 PCSCs 以改善治疗结果。
PI3K/AKT/mTOR 通路与 PC 进展和 ADT 耐药相关。因此讨论了抑制该通路以恢复对 ADT、化疗和放疗的敏感性。在最近的一项研究中，在干细胞标记物 CD133 的 siRNA 敲低后，确定了 LNCaP 细胞对紫杉醇的敏感性增强。从机制上讲，发现肿瘤抑制因子 PTEN 的诱导伴随着 AKT 和 c-myc 致癌基因的减少。Chang 及其同事能够通过使用双重 PI3K/mTOR 抑制剂 BEZ235 恢复放射敏感性并诱导放射抗性 PCSC 细胞凋亡, Marhold 及其同事发现缺氧条件下 PCSC 中的 HIF1α 水平升高和 HIF 靶基因表达增强。这伴随着对选择性 mTOR 抑制剂的耐药性。因此，作者提出通过 HIF1α 解除对 PI3K/AKT/mTOR 通路的调节，从而通过mTOR 信号减弱 CSC 代谢和生长并通过 AKT 信号促进存活，从而使 PCSC 静止和维持。由于肿瘤微环境中经常缺氧，靶向 HIF1α 通路可能会损害 PCSC，同时保护正常干细胞。
发现 ABC 转运蛋白有助于 PSC 和 PCSC 的耐药性。Liu 和同事检查了 NOTCH1 的细胞内结构域，称为 ICN1，直接与 ABCC1 的启动子区域结合，并且用 shRNA 抑制 NOTCH1 会降低 ABCC1 表达并恢复 PCSCs 的化学敏感性。发现 ABCG2 通过细胞内雄激素的流出在 ADT 抗性 PSC 中发挥决定性作用。当 ABCG2 被抑制剂 Ko143 阻断时，观察到核 AR 水平增加，随后 AR 调节基因表达增强，ADT 敏感管腔表型分化增加. 未来的实验必须证明靶向分化是否是一种使 PCSC 对常规疗法敏感的新策略。
针对 PCSC 微环境
上皮细胞、基质细胞和前列腺肿瘤微环境的细胞外基质之间存在多种信号通路，以支持肿瘤从原发部位进展到区域淋巴结和远处转移。例如，CSC 生态位被发现可在 CSC 中诱导 Hh、Wnt、NF-κB、Notch 或 PI3K/AKT/mTOR 信号转导。因此，靶向这些途径旨在破坏微环境与肿瘤细胞之间的相互作用，以阻止肿瘤扩散 [综述于。
由于 PCSC 还依赖于称为 PCSC 生态位的微环境来维持其干性特性，因此正在进行研究以调查靶向肿瘤微环境是否也可能导致 PCSC 受损 ( 11 )。单克隆抗体贝伐单抗可用于靶向血管内皮生长因子 (VEGF) 并减少肿瘤新生血管系统以破坏 CSC 生态位。发现对贝伐珠单抗耐药的 PCSCs 具有 Rac1 介导的 ERK 激活，并且 Rac1 抑制或 P-Rex1 下调增加了它们对贝伐珠单抗的敏感性 ( 102). 还发现 CXCL12/CXCR4 趋化因子通路在 CD44/CD133 阳性 PCSC 中被激活，并影响细胞粘附、克隆生长和致瘤性。使用 CXCR4 拮抗剂 AMD3100 可抑制球体形成并恢复 PCSC 的化学敏感性 ( 103 )。由于 CD44 与细胞外基质透明质酸 (HA) 结合，因此产生了含有卡巴他赛的 HA 包被脂质体，用于抑制 CD44 阳性 PC 细胞的迁移和触发细胞凋亡。
PCSC 的免疫治疗
PCSC 表现出增强的细胞表面标志物表达，这些标志物可以作为新免疫治疗方法的靶抗原（表格1). 最近，靶向 CSC 相关肿瘤抗原的嵌合抗原受体 (CAR) 修饰的 T 细胞疗法成为治疗 CSC 的新治疗方法。朱等表明抗 C133 CAR-T 疗法会导致患者来源的胶质母细胞瘤 CSC在体外和体内正交各向异性肿瘤模型中的毒性( 107 )。邓等人的另一项研究。显示靶向 CSC 标记 EpCAM 的 CAR T 细胞减少了临床前模型中的 PC 进展 。目前，CD133靶向CAR T细胞治疗复发和/或化疗难治性晚期肝细胞癌的I/II期临床研究只有一项完成（NCT04427449）。然而，几项使用 CAR-T 细胞靶向 CSC 表面标志物的临床试验正处于招募阶段，这代表了未来治疗 PCSC 的一种有前途的治疗选择 。
另一种免疫治疗方法包括使用预载有 PCSC 相关抗原 CD44 和 EpCAM 的树突状细胞来激活细胞因子诱导的杀伤性 T 细胞。这导致了对 PCSC的体外高细胞毒性和PCSC 衍生的异种移植模型中的体内抗肿瘤活性。Ma 及其同事生成了基于适体的脂质体，其中载有姜黄素以靶向 CD133 阳性 PC 细胞，并在 PC 小鼠异种移植模型中发现了抗肿瘤活性。有趣的是，CD133 在 CSC 和分化的肿瘤细胞上均有表达，但折叠和糖基化似乎不同，因此呈现出不同的靶表位. 由于不同的抗体识别不同的糖基化 CD133 表位，对 PCSC 和分化的 PC 细胞中标记物的糖基化模式的评估可能会在未来导致特异性针对 PCSC 的抗体的开发。其他策略包括靶向多种抗原以增强 PCSC 特异性或靶向潜在相关的剪接变体。
结论
PCSC 被确定为 PC 的驱动力。关于 PCSC 作用的知识不断涌现，新的治疗方法旨在实现更好的治疗效果。然而，PCSC 的选择性和有效靶向仍然具有挑战性，因为细胞可塑性和肿瘤内以及肿瘤间的异质性驱动肿瘤进展和对常规疗法的治疗耐药性 。从临床角度来看，了解 PCSC、分化的 PC 细胞和 TME 之间的相互作用至关重要，但这些相互作用很难在体外重现. 此外，一些 CSC 标志物（例如，CD133 和 ALDH）不仅在恶性细胞上表达，而且在健康干细胞上表达，从而导致靶向/脱瘤毒性。因此，治疗副作用可能成为成功治疗 PCSC 的障碍。将来，使用（单细胞）基因组学和蛋白质组学对 PCSC 进行表征可能会改善预后，并为 PC 患者提供更个性化的治疗，从而有可能实现迄今为止无法治愈的晚期疾病的完全治愈。
Wolf I, Gratzke C, Wolf P. Prostate Cancer Stem Cells: Clinical Aspects and Targeted Therapies. Front Oncol. 2022 Jul 8;12:935715. doi: 10.3389/fonc.2022.935715. PMID: 35875084; PMCID: PMC9304860.
