焦云娣

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院學(xué)生科 遼寧 沈陽 110004)

內(nèi)皮祖細(xì)胞與腫瘤

焦云娣

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院學(xué)生科 遼寧 沈陽 110004)

內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelial progenitor cells)是血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞,它具有在外周血管系統(tǒng)中分化為成熟內(nèi)皮細(xì)胞的能力,參與胚胎時(shí)期的血管發(fā)生,出生后的血管損傷修復(fù),并在腫瘤形成及轉(zhuǎn)移的血管發(fā)生中起重要作用。因此,在腫瘤中針對(duì)EPC為靶點(diǎn)的治療備受關(guān)注。

內(nèi)皮祖細(xì)胞 血管形成 腫瘤

內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelial progenitor cells,EPC)為存在于骨髓中的一種原始細(xì)胞,胚胎時(shí)期參與早期的血管發(fā)生,出生后在生理或病理?xiàng)l件下可修復(fù)損傷的血管內(nèi)皮細(xì)胞,并且研究表明,在腫瘤的生長及遷移過程中EPC也起到及其重要的作用,這些都揭示了EPC在臨床上將有極大的應(yīng)用前景。

1 EPC的來源及特點(diǎn)

在胚胎第15天左右,卵黃囊內(nèi)出現(xiàn)許多由間充質(zhì)細(xì)胞密集而成的細(xì)胞團(tuán),即血島。血島中央為造血干細(xì)胞,周圍扁平狀的細(xì)胞即為早期EPC,它參與胚胎時(shí)期的血管發(fā)生。在胎兒出生后,EPC主要存在與骨髓中,在某些生理、病理狀態(tài)下可釋放入外周血發(fā)揮作用。Asahara等于1997年首先使用免疫磁珠方法從人的外周血單個(gè)核細(xì)胞中培養(yǎng)分離出血管內(nèi)皮標(biāo)記物CD34(+)EPC。在粒細(xì)胞-集落刺激因子(G-CSF)作用下,CD34(+)EPC細(xì)上粘附分子表達(dá)發(fā)生變化,與骨髓中干細(xì)胞動(dòng)員入外周血有關(guān)。

2 EPC的分類

EPCs目前已從骨髓、外周血、臍帶血中成功分離培養(yǎng)出來,并作為不同的群體。在EPCs分化為內(nèi)皮細(xì)胞的過程中,不同群體EPCs在形態(tài)結(jié)構(gòu)及表型特征上也有所差別。

目前根據(jù)EPC在體外存活時(shí)間長短分為2種類型:第1種為早期EPCs,來自外周血單個(gè)核細(xì)胞,在培養(yǎng)3～8周時(shí)達(dá)到生長高峰,第4周時(shí)逐漸死亡消失。第2種為晚期EPCs,主要來源于骨髓單個(gè)核細(xì)胞,也存在于外周血中,但較少,晚期EPCs于培養(yǎng)第2～4周時(shí)形成的細(xì)胞集落出現(xiàn)在早期EPCs(呈梭形)中間,呈鵝卵石形,在第12周逐漸死亡消失。

3 EPC的標(biāo)記

成熟內(nèi)皮細(xì)胞不表答造血祖細(xì)胞糖蛋白抗原AC133,而大多數(shù)CD34(+)VEGFR-2(+)細(xì)胞表達(dá)AC133,這意味著CD34(+)細(xì)胞中同時(shí)表達(dá)VEGFR-2和AC133的一部分可確定為一個(gè)特異的群體,EPC即被認(rèn)為是表達(dá)有胚胎時(shí)期內(nèi)皮祖細(xì)胞和造血干細(xì)胞共同抗原(CD34/VEGFR-2,CD133/VEGFR-2,CD34)的一類細(xì)胞。CD34(+)VEGFR-2(+)細(xì)胞還表達(dá)內(nèi)皮特異性的標(biāo)記如VE-鈣粘連素、E-選擇素,所有的CD34(+)VEGFR-2(+)細(xì)胞在基質(zhì)細(xì)胞源性生長因1(SDF-1)或VEGF作用下都表達(dá)趨化因子受體CXCR4,并在這些因子作用下進(jìn)行遷移。Harraz等認(rèn)為CD14(+)也為EPC表面所有,但可能并不特異。

4 EPC在腫瘤中的作用

腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移與血管的形成密切相關(guān)。血管形成包括2種方式,一種為血管發(fā)生(vasculogenesis)是指基于胚胎時(shí)期的由EPCs分化為成熟內(nèi)皮細(xì)胞的過程;而另一種為血管生成(angiogenesis)即指在已有血管的基礎(chǔ)上以出芽方式形成血管的過程。大量研究結(jié)果表明EPCs在腫瘤的生長及轉(zhuǎn)移過程中起到重要作用,它可促進(jìn)上述兩種過程,使腫瘤組織的血管系統(tǒng)迅速擴(kuò)展,從而為腫瘤細(xì)胞提供豐富的血供,并促進(jìn)腫瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移。

研究表明,乳腺癌患者外周血EPCs的數(shù)量增加,腫瘤切除術(shù)后,CD34(+)FLK-1(+)細(xì)胞數(shù)量迅速下降,表明EPCs的水平高低與腫瘤自身釋放的血管生成因子密切相關(guān)。對(duì)小鼠腫瘤模型的研究也表明腫瘤的早期生長需要EPCs的參與,且在腫瘤血管形成后,EPCs也可作為一種維持血管長期完整性的監(jiān)管者而被腫瘤組織所需要。Naik等研究觀察到在乳腺癌患者中,外周血中循環(huán)EPCs量的高低與癌癥的進(jìn)展階段相關(guān),Ⅲ期、Ⅳ期乳腺癌患者外周血中循環(huán)EPCs的水平明顯高于Ⅰ期、Ⅱ期患者,在化療后,Ⅲ期、Ⅳ期患者的循環(huán)EPCs水平顯著下降,而Ⅰ期、Ⅱ期EPCs變化不明顯。表明EPCs在腫瘤的發(fā)展中確實(shí)起到重要的作用。乳腺癌患者血漿中可溶性VEGF濃度是對(duì)照組中健康人的3倍。這一顯著的差異說明,VEGF在腫瘤血管生成中可能起到重要的作用。

5 EPC相關(guān)基因與腫瘤

盡管對(duì)于EPC在腫瘤血管形成中的作用已進(jìn)行了較多的研究,但對(duì)于血管形成的具體調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)還不夠完善。針對(duì)這一方面,Furuhata等利用寡核苷酸芯片解析和RT-PCR對(duì)臍帶血單個(gè)核細(xì)胞來源的CD34(+)EPCs中169個(gè)上調(diào)基因和107個(gè)下調(diào)基因做了研究,其中有3個(gè)重要的基因可能與EPCs的功能最密切相關(guān),他們是Syk,galectin3,ATF3。

Syk基因編碼一種酪氨酸蛋白激酶,該基因表達(dá)于正常的乳腺組織及乳腺上皮細(xì)胞系中,在某些高度惡性乳腺癌細(xì)胞系不表達(dá),說明在人類乳腺癌中Syk起著腫瘤抑制基因的作用,作為上皮細(xì)胞生長的抑制基因。Syk在胸腺T細(xì)胞活化、B細(xì)胞發(fā)展中起重要作用,并可通過受體來發(fā)送免疫信號(hào),并且研究表明Syk基因在EPCs中表達(dá),而在大多數(shù)成熟內(nèi)皮細(xì)胞中是不表達(dá)的。Syk缺乏的小鼠呈現(xiàn)一種致死性的表型,表現(xiàn)為擴(kuò)散性出血、嚴(yán)重瘀斑、乳糜性腹水等,這種現(xiàn)象的發(fā)生可能與不正常的血管發(fā)育有關(guān)。

另一個(gè)在EPCs中表達(dá)上調(diào)的基因?yàn)間alectin-3,編碼一種β-半乳糖苷特異性的植物凝集素,它有多種生物學(xué)功能,包括細(xì)胞的增殖分化、腫瘤細(xì)胞粘附、血管形成、腫瘤的轉(zhuǎn)移。在人類的多種腫瘤中均有g(shù)alectin-3過表達(dá)。

ATF3為激活轉(zhuǎn)錄因子3(activating transcription factory 3)。它在EPCs中的表達(dá)上調(diào)。ATF3在細(xì)胞增殖、致瘤轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)錄活性等方面起作用。它與c-Jun和c-Fos同屬于b-Zip轉(zhuǎn)錄因子家族成員。ATF3基因的過表達(dá)也會(huì)導(dǎo)致人類腫瘤發(fā)生。

Gao等的研究表明,腫瘤細(xì)胞可誘導(dǎo)EPCs中轉(zhuǎn)錄因子表達(dá),從而促進(jìn)了癌癥轉(zhuǎn)移灶的形成。腫瘤組織中EPCs的Id1 mRNA表達(dá)比正常上調(diào)了2.5倍,并且Id1只在BM-EPCs中表達(dá),其他BM細(xì)胞中并未發(fā)現(xiàn)Id1表達(dá)。在小鼠肺癌模型中,阻礙EPCs的動(dòng)員可嚴(yán)重地抑制血管的生成,并顯著的削弱致命轉(zhuǎn)移灶的形成。這表明EPCs借助Id1在血管生成中起著重要調(diào)控者的作用。

目前,對(duì)EPC已做了較多的研究,關(guān)于EPC的來源、分化為內(nèi)皮細(xì)胞的過程、細(xì)胞的表面標(biāo)記、在心血管疾病及腫瘤中的作用,有了初步的認(rèn)識(shí),也提出了在疾病治療學(xué)中EPCs可能發(fā)揮到的作用。但仍舊存在一些學(xué)術(shù)上的空白點(diǎn)及不確定點(diǎn)有待進(jìn)一步的研究,比如,目前還未發(fā)現(xiàn)只有在EPCs上表達(dá)的標(biāo)記物質(zhì),所以對(duì)于EPC表型的描述及分離培養(yǎng)的依據(jù)都有錯(cuò)誤的可能性。在腫瘤的治療方面,抑制EPCs的動(dòng)員可抑制腫瘤的生長及轉(zhuǎn)移,但在抑制腫瘤組織的同時(shí)是否會(huì)對(duì)正常組織產(chǎn)生影響。對(duì)EPCs功能表達(dá)的分子及基因機(jī)制也缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。但是,可以肯定的是,EPCs在治療學(xué)上的前景仍是顯著的,這有待于進(jìn)一步較深入的研究。

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A

1674-0742(2010)07(b)-0184-02

2010-04-01