间充质干细胞与卵巢癌的相互作用

间充质干细胞与卵巢癌的相互作用
高彤
【摘要】间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSCs)与肿瘤的关系日益受到重视.MSCs可趋化到肿瘤局部,参与间质形成,与肿瘤细胞相互作用.研究表明,MSCs 可通过分泌细胞因子、促进肿瘤干细胞化等抑制或促进卵巢癌细胞增殖;与卵巢癌细胞发生交互作用,促进或抑制卵巢癌的侵袭和转移;MSCs还可通过磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)、骨形成蛋白4/Hedgehog(BMP4/HH)信号通路增强卵巢癌化疗耐药性;可利用MSCs对肿瘤组织的趋向性将其作为载体构建靶向给药系统对卵巢癌进行靶向治疗.因此,MSCs在卵巢癌的发生发展中起重要作用,为该病的治疗提供了新的研究思路,但具体作用及机制仍存在较多争议,有待进一步研究.%Mesenchymal stem cells (MSCs) can be chemotaxis to tumor
site,participate in the formation of stroma and interact with tumor cells.According to different reports,MSCs can promote ovarian cancer cells proliferation by secreting cytokines and promote tumor stem cells differentiation;different types of MSCs can interact with ovarian cancer cells and promote or inhibit the invasion and metastasis of ovarian cancer;MSCs can promote the chemotherapeutic drug resistance of ovarian cancer by activating PI3K/Akt and BMP4/HH signaling pathways;MSCs can also be used as carriers to construct a targeted drug delivery system.These results indicate that MSCs play an important role in ovarian cancer and give us new research ideas,but the specific role and mechanism is still controversial and further studies are needed.
【期刊名称】《国际妇产科学杂志》
【年(卷),期】2017(044)002
【总页数】4页(P129-132)
【关键词】卵巢肿瘤;间质干细胞;细胞增殖;肿瘤侵袭;肿瘤转移
【作者】高彤
【作者单位】200090上海,复旦大学附属妇产科医院妇科
【正文语种】中文
（J Int Obstet Gynecol，2017,44：129-132）
卵巢癌是妇科最常见的恶性肿瘤之一，美国国立癌症研究所2009—2013年统计
数据表明，虽然目前卵巢癌的发病率和病死率均有下降，但每年新发病例仍有11.9/10万，死亡率达7.5/10万，是女性生殖系统肿瘤中死亡率最高的肿瘤[1]。

因其起病隐匿，缺乏特异性症状，病理类型复杂，临床上患者被确诊时多为晚期。

目前卵巢癌的治疗多以手术辅以铂类为主的化疗，早期病人预后较好，晚期病人易发生复发和化疗耐药等，确诊病人的5年生存率约46.2%[2]。

因此，更深入了解
卵巢癌的发生发展等生物学过程，从而寻找更有效的卵巢癌治疗方法迫在眉睫。

本文就近年国内外研究较多的关于间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSCs）所参与的肿瘤微环境及对卵巢癌发生发展的作用进行综述。

近年肿瘤微环境在肿瘤中的作用受到重视，肿瘤微环境是肿瘤细胞赖以生存的介质，对肿瘤的生长、浸润转移和耐药性起着重要作用。

早在1889年，Stephen Paget 提出“种子与土壤”假说，认为肿瘤转移依赖于肿瘤细胞（“种子”）与组织特定微环境（“土壤”）之间的信息交互。

该理论现在被广泛认可，肿瘤微环境由肿瘤
周围局部的组织细胞和其分泌的各种活性介质所构成。

近年发现在多种肿瘤组织的间质成分中存在较多MSCs的聚集，后者可进一步成为肿瘤相关成纤维细胞（CAFs），参与形成的局部微环境对肿瘤发生发展起着至关重要的作用。

卵巢癌
作为一种实体肿瘤，其微环境中各种细胞（包括MSCs、CAFs）、炎性介质与肿
瘤细胞之间存在信息交互，直接影响肿瘤细胞增殖、侵袭、转移及化疗耐药等生物学过程。

20世纪60年代Friedenstein等[3]从骨髓细胞中分离出一种纤维原细胞，发现这种细胞体外培养易贴壁，可大量扩增，并且具有定向分化潜能，后来人们把这群细胞命名为骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cell，BMSC）。

由于其独特的生物学特性，MSCs迅速成为多种疾病研究应用的热点。

MSCs存在于多种组织中，如：骨髓、脐带血、脂肪组织、羊水、胎盘、胎儿肝脏等，是一种非造血干细胞，具有自我更新和多向分化潜能，在体外诱导作用下可分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和肌细胞等[4]。

MSCs具有向损伤组织归巢作用，通过
分泌多种因子，调节免疫等功能在炎症、创伤等过程中扮演重要角色。

进一步的研究发现，MSCs可大量在各种肿瘤的间质聚集，促进或抑制肿瘤各种生物学行为[5]。

肿瘤微环境中的MSCs可能通过以下机制起调节作用：分化为肿瘤相关成纤维细胞、抑制免疫反应、促进血管生成、刺激上皮间质转化（epithelialmesenchymal transition，EMT）、促进肿瘤细胞转移和抑制肿瘤细胞凋亡等[4]。

目前，MSCs 对肿瘤的作用存在争议，MSCs对不同肿瘤甚至同一肿瘤作用的报道结果不尽相同。

Qiao等[6]发现MSCs通过DKK-1（dickkopf-1）介导抑制Wnt信号通路，从而抑制乳腺癌细胞系MCF-7（Michigan Cancer Foundation-7）乳腺癌细胞的增殖。

另有学者发现，MSCs可以分泌CC类趋化因子5（CCL5），促进乳腺癌细
胞的运动和转移[7]，MSCs与乳腺癌肿瘤干细胞相互作用可促进肿瘤增殖[8]。

因
此，MSCs对肿瘤的作用还需更深入的研究探讨。

3.1 MSCs与卵巢癌相互作用对细胞增殖的影响
3.1.1 MSCs促进卵巢癌细胞增殖MSCs可以通过分泌细胞因子、促进肿瘤干细胞化等促进卵巢癌细胞增殖。

McLean等[9]分离肿瘤相关MSCs （carcinomaassociated MSCs，CA-MSCs），发现原发性卵巢癌中90%的患者存在CA-MSCs，这些MSCs不具有致癌性，有正常核型和细胞表面标记物，多向分化潜能增强。

在体内实验中，CA-MSCs与正常志愿者的MSCs相比具有更强的促肿瘤生长作用。

CA-MSCs特异性表达骨形成蛋白4（bone morphogenetic protein 4，BMP4）通路蛋白，BMP2处理后的卵巢癌细胞中肿瘤干细胞（cancer stem cells，CSCs）的比例明显上升，体内外实验中使用BMP通路抑
制剂Noggin蛋白处理后，CA-MSCs促肿瘤干细胞化和促进肿瘤生长的功能明显被抑制。

说明CA-MSCs可能通过BMP信号促进肿瘤干细胞化，进而促进卵巢癌的生长和增殖。

Chu等[10]发现健康人群网膜中分离的脂肪MSCs（adipose-derived MSCs，ADSCs）可以明显促进卵巢癌细胞生长和迁移，并且在共培养的过程中，卵巢癌
细胞可释放大量的基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs），ADSCs的促瘤作用可被MMP抑制剂阻断。

由此猜测，网膜ADSCs可能通过上
调MMPs的表达，在卵巢癌的生长和腹腔转移中发挥重要的促进作用。

另有研究发现HOXA9可促进肿瘤微环境基质允许肿瘤细胞生长，促进微环境中MSCs获得CAFs表型，诱导BMSCs和ADSCs分泌平滑肌肌动蛋白α2（actin alpha 2，ACTA2）、Fas相关磷酸酯酶（fas associated phosphatase，FAP）、白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）、CXCL12、血管内皮生长因子A （vascular endothelial growth factor A，VEGFA），促进间质细胞和基质细胞表达转化生长因子β（transforming growth factor-beta，TGF-β），提高肿瘤
微血管密度，促进肿瘤细胞增殖[11]。

HOXA9基因高水平表达的病人预后较差，总生存期缩短，死亡率升高，HOXA9过表达卵巢癌种植小鼠模型肿瘤生长较快，生存时间缩短，但这种作用只在体内实验体现，体外实验中无此发现，说明肿瘤进展中，体内肿瘤微环境对肿瘤生物学作用的调控极为重要。

Cho等[12]发现卵巢癌细胞分泌的外泌体可以使ADSCs表现出肌成纤维细胞表型特征，SKOV3卵巢癌细胞分泌的外泌体可促进细胞信号转导分子SMAD2的磷酸化，OVCAR3卵巢癌细胞分泌的外泌体促进蛋白激酶B（AKT）的磷酸化，通过SMAD依赖途径和非SMAD依赖途径，肿瘤细胞分泌的外泌体与ADSCs间信息
交互，形成促进肿瘤进展的微环境。

因此，卵巢癌细胞和MSCs间可能存在细胞-外泌体信息交互或者外泌体-外泌体信息交互，从而促进肿瘤细胞进展。

3.1.2 MSCs抑制卵巢癌细胞增殖与上述相反，Bruno等[13]发现MSCs分泌微囊泡（microvesicle，MVs），MVs表面有CD29、CD73、CD105、CD44和溶酶体相关膜蛋白1（LAMP-1）的表达，可以抑制细胞周期进展、介导卵巢癌细胞坏死。

用MSCs处理卵巢癌细胞株SKOV3和SKOV8后，G0/G1期细胞比例上升，MVs阻断了细胞周期进展，抑制卵巢癌细胞增殖，这种效应与共培养体系中MSCs细胞比例呈正相关。

基因芯片微阵列分析显示，与细胞周期依赖蛋白激酶CDK相关的细胞周期素D2（CCND2）基因和与有丝分裂相关的泛素化连接酶E3（Cullin3，CUL3）基因表达显著下调[13]。

在动物实验中，Bruno等[13]发现MSCs与卵巢癌细胞一同注射到SCID小鼠皮下时，MSCs可促进肿瘤生长，而在移植瘤模型中，MSCs对移植瘤生长起抑制作用。

这与Choi等[14]发现的在移植
瘤模型中，MSCs对移植瘤起促瘤作用不一致。

3.2 MSCs与卵巢癌相互作用对侵袭和转移的影响
3.2.1 MSCs促进卵巢癌侵袭和转移70%的卵巢癌患者在发现时已发生盆腹腔的种植转移。

近年研究证实卵巢癌微环境中的MSCs与卵巢癌的侵袭和转移关系密切。

So等[15]研究表明，卵巢癌细胞与肿瘤微环境中MSCs交互作用，通过分泌IL-6介导卵巢癌细胞EMT，使得肿瘤细胞获得间充质特性，分泌的MMP-2和MMP-9增加，提高肿瘤的侵袭和转移能力。

Lis等[16]发现MSCs分别与OVCA3和SKOV3共培养后，TWIST基因、上皮型钙黏着蛋白1（CDH1）、B细胞淋巴瘤6蛋白（BCL6）、CCND2、DNA损伤
诱导转移因子3（DDIT3）、妊娠相关血浆蛋白A（PAPP-A）等与肿瘤黏附连接、侵袭、迁移、增殖和化疗耐药性相关的基因表达上调，共培养后肿瘤细胞存在大量的转录修饰，使得肿瘤的转移能力得到提高。

3.2.2 MSCs抑制卵巢癌侵袭和转移Waterman等[17]发现特定的Toll样受体信
号（toll-like receptor，TLR）可刺激影响人间充质干细胞（hMSCs）的免疫调
节反应。

hMSCs可以通过下游TLR信号极化为两种表型，TLR4引发的hMSCs，称为MSC1，主要有促炎作用，而TLR3引发的hMSCs，又称MSC2，主要起免
疫抑制作用。

Waterman等[18]发现MSC1与卵巢癌细胞的体外共培养减少了集
落形成单位和肿瘤球体测定中的肿瘤生长，而常规MSCs或MSC2共培养促进肿
瘤生长、迁移和侵袭能力，共培养体系中MMP-2水平明显降低，MSCs介导的
肿瘤迁移和转移作用并不直接由MMP-2影响，这与So等[15]结果不一致。

MSC1可以直接影响肿瘤微环境中的细胞外基质，抑制肿瘤的生长和转移，而MSC2具有截然相反的作用。

MSCs在不同肿瘤环境下分化为不同表型的MSCs
发挥作用，或许是MSCs在不同肿瘤，甚至相同肿瘤中具有不同作用的原因之一[18]。

3.3 MSCs与肿瘤细胞相互作用对卵巢癌化疗耐药的影响耐药是限制卵巢癌治疗效果的瓶颈，其具体机制仍不完全明了，目前研究表明肿瘤微环境中的MSCs在卵
巢癌的耐药形成过程中起重要作用。

Castells等[19]发现，肿瘤微环境中的BMSCs和CAMSCs可诱导AKT、X连锁凋亡抑制蛋白（X-linked inhibitor of
apoptosis，XIAP）磷酸化，激活磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）/AKT信号通路，抑制肿瘤细胞凋亡，使卵巢癌细胞对卡铂和紫杉醇的化疗耐药性增强。

有研究发现，CA-MSCs可促进OVCA3细胞分泌IL-6、IL-8，从而增强卵巢癌细胞对顺铂耐药性[20-21]。

Castells等[19]推测CA-MSCs分泌血小板源性生长因子、前列腺素
E2等生长因子早期激活AKT，随后CA-MSCs诱导卵巢癌细胞分泌IL-6和IL-8
以保证PI3K激活。

Hedgehog（HH）是BMP的一个重要的调节因子，HH高表达与肿瘤的不良预后和复发有关，可增强化疗耐药性、减少生存期[22-23]。

Choi 等[14]和Coffman等[24]发现CA-MSCs分泌的BMP可以增加乙醛脱氢酶（aldehyde dehydrogenase，ALDH）阳性CSCs数量，ALDH高表达的卵巢癌患者预后较差。

在卵巢癌中，肿瘤细胞与CA-MSC间存在BMP4/HH正反馈信号环，卵巢癌细胞分泌的HH和CA-MSCs分泌的BMP相互促进，促使肿瘤干细胞化，加上CA-MSCs自身具有高化疗耐药性[25]，CA-MSCs可能在化疗后保留在肿瘤微环境中，支持残留癌细胞增殖，并最终导致化疗耐药性。

MSCs对肿瘤组织具有趋向特性，且外源基因易导入，在体内可以持续高效的表达。

此外，MSCs来源广泛，容易获取，自体取材后回输无免疫反应，很多研究将MSCs作为荷载抗肿瘤成分的载体，包括细胞因子、自杀基因、放射性物质等，以达到治疗肿瘤的目的。

You等[26]运用基因工程技术等将携带有IL-2的重组羊水MSCs（amniotic fluid MSCs，AF-MSCs）通过尾静脉注射到皮下移植瘤卵巢癌模型的小鼠中，发现AF-MSCs可以趋向到肿瘤部位，并且在局部分泌IL-2，导致肿瘤细胞凋亡。

另有研究以MSCs为载体，通过慢病毒载体转入胞嘧啶脱氨酶（cytosine deaminase，CD）、单纯疱疹病毒胸苷激酶（herpes simplex virus thymidine kinase，HSV-tk）双自杀基因，构建靶向给药系统。

结果发现
MSCs/tk+CD+细胞可抑制细胞生长、促进凋亡，对肿瘤细胞造成明显的损伤，从而可以提高化疗药物对肿瘤细胞的杀伤作用[27]。

目前，研究报道的MSCs对卵巢癌的增殖、侵袭、转移和化疗耐药性方面意见尚
不统一。

可能原因有：①各研究者所用的MSCs来源不同：如骨髓、脂肪、羊膜
和肿瘤相关MSCs，这些MSCs都具有自我更新和多向分化潜能，但不同种类的MSCs具有不同的生物学特性，可能会影响MSCs和卵巢癌细胞间相互作用[28]。

②各研究者所用的卵巢癌细胞株不完全相同，如SKOV3、SKOV8、OVCAR3等，不同癌细胞株的恶性程度和生物学特性存在差异。

③动物实验所用的动物品系和建模方法不同。

综上，MSCs与肿瘤微环境和肿瘤细胞之间相互作用，对卵巢癌的增殖、侵袭、转移和化疗耐药性有重要的作用，但确切的机制仍不清楚。

MSCs已成为当前卵巢癌微环境研究的热点之一，更加深入的研究MSCs可能为卵巢癌的靶向治疗提供途径：例如将MSCs作为载体细胞用于基因治疗，靶向阻断MSCs与肿瘤细胞的串
话通路等，可以对肿瘤进行更加精准的靶向定位，达到安全有效的治疗目的。

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