丁永強(qiáng)，云志中，馬可為，黃翔華

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010110；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院泌尿外科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010017)

前列腺癌是全球男性發(fā)病率第二高的惡性腫瘤，居男性癌癥死亡的第5位[1]。近年來，我國前列腺癌發(fā)病率和病死率均呈上升趨勢[2]。前列腺切除術(shù)或放療可以很好地控制早期或局限性前列腺癌，對于局部晚期和轉(zhuǎn)移性前列腺癌，雄激素剝奪療法(androgen deprivation therapy,ADT)是最基礎(chǔ)的治療方法[3]。然而，大多數(shù)患者在ADT后會發(fā)展為去勢抵抗性前列腺癌(castration resistant prostate cancer,CRPC)，盡管晚期前列腺癌患者可選擇化療、雄激素受體(androgen receptor，AR)拮抗劑、新型內(nèi)分泌治療以及免疫治療等方法[4]，但是患者的生存和預(yù)后仍然不容樂觀。因此，進(jìn)一步研究前列腺癌發(fā)生發(fā)展的機(jī)制，開發(fā)更有效、副作用更小的藥物仍然是目前急需解決的問題。

間充質(zhì)干細(xì)胞是一種能分化為中胚層細(xì)胞系(包括成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、神經(jīng)元以及成纖維細(xì)胞等)的多能干細(xì)胞，其表面高表達(dá)CD105、CD73、CD90，而低表達(dá)CD45、CD34、CD14、HLA-DR[5-6]的特征常被用來判斷目標(biāo)細(xì)胞是否為間充質(zhì)干細(xì)胞。間充質(zhì)干細(xì)胞來源廣泛，在骨髓、脂肪組織、循環(huán)系統(tǒng)以及各種腫瘤組織等全身多種組織中均可被檢出[6-7]。

實(shí)體瘤由腫瘤細(xì)胞和非腫瘤性支持細(xì)胞組成，非腫瘤性支持細(xì)胞包括癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer-associated fibroblasts,CAF)、間充質(zhì)干細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和各種炎癥細(xì)胞(如淋巴細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等)[8]。這些非腫瘤性支持細(xì)胞作為一個整體被稱為腫瘤微環(huán)境，而間充質(zhì)干細(xì)胞是腫瘤微環(huán)境中的重要組成部分，近年來被證實(shí)與前列腺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[9-11]。隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的深入，根據(jù)間充質(zhì)干細(xì)胞固有特性發(fā)展的細(xì)胞療法及外泌體療法逐漸進(jìn)入人們的視野，且有望成為治療晚期前列腺癌的潛在方法，近年來成為研究的熱點(diǎn)。本文就間充質(zhì)干細(xì)胞與前列腺癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系及間充質(zhì)干細(xì)胞在前列腺癌治療中的作用進(jìn)行綜述，以期為臨床該病的治療提供參考。

1 間充質(zhì)干細(xì)胞通過多種信號通路促進(jìn)前列腺癌的進(jìn)展

已知腫瘤或炎癥組織中可分泌各種趨化因子(如PDGF、IL-6、LL37、PGE-2、CXCL12、CXCL16、CCL5、CCL2、IGF-1和TGF-β等)，這些趨化因子與間充質(zhì)干細(xì)胞相互作用觸發(fā)了間充質(zhì)干細(xì)胞向腫瘤組織募集[11-14]。研究發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干細(xì)胞被募集到前列腺癌組織處，并通過多種機(jī)制促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的生長、增殖、遷移、侵襲，刺激血管生成及CAF的生成等，從而促進(jìn)前列腺癌的進(jìn)展[9-11]。這表明間充質(zhì)干細(xì)胞位于調(diào)節(jié)多種促腫瘤途徑的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，選擇性靶向這些途徑中的關(guān)鍵信號分子，可能具有顯著的抗腫瘤作用，為研究新的靶向藥物提供了思路。

1.1 間充質(zhì)干細(xì)胞通過CCL5促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的遷移、侵襲及去勢抵抗的形成

作為CC亞家族的成員，CCL5在T淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、滑膜成纖維細(xì)胞、小管上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中表達(dá)，其主要與CCR5相互作用，同時(shí)還可以與其他受體(如CCR1、CCR3、CCR4、GPR75、ACKR1和ACKR2)結(jié)合發(fā)揮作用[15]。研究表明，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞表達(dá)的CCL5通過上調(diào)前列腺癌細(xì)胞中HIF2α表達(dá)來抑制前列腺癌細(xì)胞中AR的活性，從而促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的侵襲；同時(shí)HIF2α可以誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞—前列腺癌共培養(yǎng)體系中前列腺癌干細(xì)胞的增殖，從而上調(diào)轉(zhuǎn)移相關(guān)因子ZEB-1和CXCR4的表達(dá)，增強(qiáng)前列腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力[16]。因此，阻斷骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向前列腺癌組織浸潤，中斷CCL5-HIF2α-AR-CXCR4/ZEB-1信號通路可能是抑制前列腺癌轉(zhuǎn)移的潛在治療方案。此外，在去勢條件下，前列腺癌組織的氧化應(yīng)激反應(yīng)增加，從而促進(jìn)了間充質(zhì)干細(xì)胞向前列腺癌組織的募集，而間充質(zhì)干細(xì)胞通過促進(jìn)CCL5的分泌來增加前列腺癌干細(xì)胞的數(shù)量，從而加速激素敏感性前列腺癌(hormone sensitive prostate cancer,HSPC)轉(zhuǎn)變?yōu)镃RPC；因此，阻止間充質(zhì)干細(xì)胞向前列腺癌組織遷移或者阻斷CCL5信號為抑制或延緩HSPC轉(zhuǎn)變?yōu)镃RPC提供了一種新的思路[9]。

1.2 間充質(zhì)干細(xì)胞通過CXCL12/CXCR4信號通路促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲

CXCL12又稱基質(zhì)衍生因子1α，是CXC亞家族的趨化因子之一，其受體包括CXCR4及CXCR7，CXCL12廣泛表達(dá)于人體肝、肺、骨髓、淋巴結(jié)、基質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等[17]。研究發(fā)現(xiàn)，前列腺癌細(xì)胞通過CXCR6與間充質(zhì)干細(xì)胞相互作用，誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為CAF，而CAF分泌的CXCL12與前列腺癌細(xì)胞的CXCR4結(jié)合，誘導(dǎo)上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)前列腺癌的轉(zhuǎn)移[12]。此外，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞也可以分泌CXCL12，進(jìn)而促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲[18]。近期有研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)激狀態(tài)下血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌的CXCL12與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞表面的CXCR4結(jié)合，從而促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖和遷移；同時(shí)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過CXCL12/CXCR4信號通路被招募至前列腺癌灶，誘導(dǎo)前列腺癌細(xì)胞的增殖和遷移[5]。這些結(jié)果表明，CXCL12/CXCR4信號通路可能成為前列腺癌靶向藥物的潛在靶點(diǎn)，關(guān)于CXCL12/CXCR4信號通路在前列腺癌中激活下游信號通路的具體機(jī)制目前仍不清楚，未來需要更多的研究闡明。

1.3 間充質(zhì)干細(xì)胞通過TGF-β1促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲及耐藥性的形成

TGF-β配體家族由TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3三種異構(gòu)體組成，這些配體通過TGF-β受體(RI和RII)和輔助受體(如β聚糖)發(fā)出信號，其中TGF-β1表達(dá)最豐富，是腫瘤微環(huán)境中的主要亞型[19]。前列腺癌細(xì)胞和前列腺癌基質(zhì)細(xì)胞分泌的TGF-β1已被證明可誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為CAF，從而促進(jìn)前列腺癌的進(jìn)展[11]。同時(shí)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的TGF-β1可以將正常的成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為CAF，從而促進(jìn)前列腺癌的生長和侵襲[20]。研究發(fā)現(xiàn)，雄激素可抑制間充質(zhì)干細(xì)胞中TGF-β的表達(dá)，而ADT可誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞中TGF-β的表達(dá)，從而導(dǎo)致HSPC轉(zhuǎn)化為CRPC[21]。此外，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過分泌TGF-β1增強(qiáng)CRPC細(xì)胞的自噬活性，使其對多西他賽化療脫敏，從而促進(jìn)化療耐藥。因此，抑制骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞中TGF-β1的分泌可增加CRPC細(xì)胞對多西他賽的敏感性[22]。目前關(guān)于TGF-β1的具體作用機(jī)制尚不清楚，相關(guān)信號通路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)仍是未來研究的重要方向。

1.4 間充質(zhì)干細(xì)胞通過RANK/RANKL/OPG信號通路促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲

RANK屬于腫瘤壞死因子受體超家族，可以特異性結(jié)合其配體RANKL，參與前列腺癌骨轉(zhuǎn)移[23]。NF-κB位于RANK/RANKL信號通路的下游，是一個重要的轉(zhuǎn)錄因子家族，包括RelA、RelB、c-Rel、NF-κB1和NF-κB2，參與炎癥、免疫反應(yīng)、腫瘤的發(fā)生發(fā)展等各種病理生理過程[24]。OPG是由成骨細(xì)胞產(chǎn)生的RANKL受體，與RANK競爭性結(jié)合RANKL，并且OPG與RANKL的結(jié)合能力優(yōu)于RANK，因此OPG可通過阻斷RANK與RANKL的結(jié)合來抑制破骨細(xì)胞的激活和成熟分化，從而阻止骨丟失[25]。研究發(fā)現(xiàn)，人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過旁分泌或自分泌方式激活RANK/RANKL信號通路和NF-κB途徑，增加細(xì)胞周期蛋白D1的表達(dá)，促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲；同時(shí)也可通過NF-κB途徑刺激CD59的表達(dá)，抑制免疫系統(tǒng)對前列腺癌細(xì)胞的識別，從而促進(jìn)前列腺癌的生長和轉(zhuǎn)移；前列腺癌向骨轉(zhuǎn)移的潛在機(jī)制可能是骨/骨髓微環(huán)境中游離的RANKL促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的趨化性[26]。但是該研究的體外模型不能完全模擬人類骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、成骨細(xì)胞與前列腺癌細(xì)胞之間的復(fù)雜相互作用，因此，未來的研究應(yīng)該在體內(nèi)用前列腺癌骨轉(zhuǎn)移的人源化小鼠模型探索這些相互作用。

1.5 間充質(zhì)干細(xì)胞通過Notch信號通路促進(jìn)前列腺癌的進(jìn)展

Notch信號通路是一種高度保守的細(xì)胞—細(xì)胞信號通路，通過與相鄰細(xì)胞的直接接觸來傳遞信號，非常適合短距離的細(xì)胞通訊，并在腫瘤干細(xì)胞分化和腫瘤血管生成中發(fā)揮重要作用[27]。Notch信號通路與細(xì)胞自我更新、分化和存活有關(guān)，已被證明參與多種腫瘤(如前列腺癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌等)的發(fā)生發(fā)展[28]。Notch蛋白是異二聚體跨膜受體家族成員，由負(fù)責(zé)配體識別的胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域和參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域組成。在哺乳動物中，已鑒定出四種Notch受體亞型(Notch1、Notch2、Notch3、Notch4)和五種配體(DLL1、DLL3、DLL4、Jagged1和Jagged2)[29]。一個表達(dá)Notch受體的細(xì)胞與另一個表達(dá)適當(dāng)配體的細(xì)胞相互作用可激活該通路。有研究通過接觸式共培養(yǎng)體系前列腺癌—間充質(zhì)干細(xì)胞確定了間充質(zhì)干細(xì)胞通過細(xì)胞間的接觸激活前列腺癌中的Jagged1/Notch1通路，進(jìn)而促進(jìn)前列腺癌干細(xì)胞的產(chǎn)生；而抑制Jagged1/Notch1通路可顯著抑制間充質(zhì)干細(xì)胞誘導(dǎo)的腫瘤生長[30]。這說明Jagged1/Notch1通路是間充質(zhì)干細(xì)胞促進(jìn)前列腺癌進(jìn)展的又一信號通路，可能成為治療前列腺癌的新靶點(diǎn)。

間充質(zhì)干細(xì)胞可以通過多種機(jī)制影響前列腺癌的發(fā)生發(fā)展，各種信號分子在人體構(gòu)成龐大的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，同一種信號分子可能影響多種細(xì)胞，不同的細(xì)胞也可能通過同一種信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)信號；找到前列腺癌進(jìn)展的關(guān)鍵信號節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而開發(fā)特異性治療藥物，仍然是臨床急需解決的問題。目前在體外或者小鼠模型中，通過阻斷某個信號通路可以抑制前列腺癌的進(jìn)展，但是未來仍然需要通過大量的臨床研究去驗(yàn)證。

2 間充質(zhì)干細(xì)胞與前列腺癌的治療

2.1 基于間充質(zhì)干細(xì)胞的細(xì)胞療法在前列腺癌治療中的作用

間充質(zhì)干細(xì)胞可通過多種趨化因子被募集至前列腺癌組織[11-14]，從而將治療藥物或者治療基因精準(zhǔn)運(yùn)送至腫瘤部位，進(jìn)而最大限度減少藥物相關(guān)的不良反應(yīng)[31-33]。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)特性，對先天性免疫和適應(yīng)性免疫都有調(diào)節(jié)作用，其可以被引入宿主而不會引發(fā)不良的免疫反應(yīng)，幫助外源性治療基因或藥物逃避宿主免疫反應(yīng)，從而增加腫瘤部位治療基因或者治療藥物的有效濃度[34]。因此，間充質(zhì)干細(xì)胞可成為選擇性輸送細(xì)胞毒性藥物或者治療基因的載體。有研究將攜帶scFv-Fdt-tBid片段的腺病毒轉(zhuǎn)染至間充質(zhì)干細(xì)胞構(gòu)建產(chǎn)生和遞送scFv-Fdt-tBid(一種新型的γ-精蛋白靶向免疫促凋亡分子)，這種工程化的間充質(zhì)干細(xì)胞將歸巢于腫瘤部位并釋放融合蛋白以誘導(dǎo)γ-精蛋白陽性的前列腺癌細(xì)胞的凋亡，抑制腫瘤的生長，并且無毒副作用[31]。由E1A/B修飾的間充質(zhì)干細(xì)胞包裝的條件復(fù)制型溶瘤腺病毒(CRAds和Adbic)在小鼠皮下異種移植人前列腺癌模型中顯示出腫瘤傾向性，在腫瘤內(nèi)擴(kuò)散良好，可抑制小鼠腫瘤的生長[32]。載有sTRAIL的間充質(zhì)干細(xì)胞具有更高的前列腺癌誘導(dǎo)活性，并且與AKT抑制劑聯(lián)合應(yīng)用可以抑制前列腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[33]。這些結(jié)果表明，通過間充質(zhì)干細(xì)胞輸送治療藥物或治療基因是前列腺癌(尤其是晚期前列腺癌)的潛在治療方法。

間充質(zhì)干細(xì)胞可以從多種組織中獲取，但是不同來源的間充質(zhì)干細(xì)胞在功能上可能會有不同[6-7]。來源于胎兒泌尿生殖竇及成人正常前列腺的間充質(zhì)干細(xì)胞可分化為骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞，但是不能分化為脂肪細(xì)胞[13]。有研究比較了前列腺癌組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞之間的差異發(fā)現(xiàn)，與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞相比，前列腺癌組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞生長能力明顯更強(qiáng)，細(xì)胞活性更高，這可能是因?yàn)槠銼DF-1、CXCR4、VEGF的表達(dá)更高[35]，但具體機(jī)制需要進(jìn)一步的研究闡明。研究發(fā)現(xiàn)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在前列腺癌的條件培養(yǎng)基中表型發(fā)生改變(如促炎因子分泌增加、功能活性改變和對前列腺癌細(xì)胞的化學(xué)吸引)，而將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞轉(zhuǎn)移到正常生長介質(zhì)中培養(yǎng)，其遷移和增殖能力受到可逆性抑制，因此前列腺癌細(xì)胞可能誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞表型向“激活”轉(zhuǎn)變[36]。由此可見，間充質(zhì)干細(xì)胞在不同細(xì)胞因子的微環(huán)境中可能被誘導(dǎo)出不同的功能，并且其功能可隨微環(huán)境的改變發(fā)生可逆變化。因此，在選擇間充質(zhì)干細(xì)胞作為藥物載體時(shí)，需要考慮其來源問題及其功能變化情況，這使間充質(zhì)干細(xì)胞作為藥物載體受到限制，找到向前列腺癌組織趨化性強(qiáng)且功能穩(wěn)定的可復(fù)制間充質(zhì)干細(xì)胞是目前臨床面臨的巨大問題。此外，將間充質(zhì)干細(xì)胞作為治療藥物或治療基因載體的具體作用方式(如是否通過外泌體的旁分泌方式)仍需要更多的研究深入探討。

2.2 間充質(zhì)干細(xì)胞的外泌體在前列腺癌治療中的作用

間充質(zhì)干細(xì)胞具有易獲取、易增殖、免疫抑制的特性，并且是目前已知唯一一種可大規(guī)模產(chǎn)生外泌體的人類細(xì)胞，其外泌體作為旁分泌途徑中的重要介質(zhì)，是遞送藥物小分子或者治療基因的理想選擇[37-38]。但是由于間充質(zhì)干細(xì)胞的擴(kuò)增潛能有限，并且存在供體變異，其外泌體的應(yīng)用受到一定限制[38-39]。因此，有研究發(fā)現(xiàn)人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生的間充質(zhì)干細(xì)胞樣細(xì)胞可以在體外被強(qiáng)有力地誘導(dǎo)和擴(kuò)增，克服了目前使用間充質(zhì)干細(xì)胞生產(chǎn)外泌體的局限性[39]。將這種外泌體系統(tǒng)注入小鼠模型發(fā)現(xiàn)，其可聚集在前列腺癌病灶區(qū)域，將多西紫杉醇裝入外泌體內(nèi)不會影響前列腺癌細(xì)胞對外泌體的選擇性攝?。慌c游離多西紫杉醇相比，外泌體包裹的多西紫杉醇對多西紫杉醇耐藥的前列腺癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性明顯更強(qiáng)，而對非腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性較弱；在皮下和骨轉(zhuǎn)移性前列腺癌小鼠模型中，與游離多西紫杉醇相比，外泌體包裹的多西紫杉醇顯著延緩了腫瘤生長，并可降低對白細(xì)胞的毒性[38]。攜帶miR-205的人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體通過RHPN2抑制前列腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，并且促進(jìn)其凋亡[37]。此外，有研究通過間充質(zhì)干細(xì)胞制備聚乙二醇化納米微粒，該方式在保留其獨(dú)特的表面相關(guān)腫瘤靶向能力的同時(shí)攜帶編碼癌毒性基因的pDNA，可以抑制皮下前列腺癌的生長，并顯著延長動物的存活時(shí)間[40]。這些研究表明，間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體作為特定治療藥物的載體，有望使前列腺癌患者受益；同時(shí)，因其能夠批量生產(chǎn)，也為藥物的大量生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。

3 總結(jié)

間充質(zhì)干細(xì)胞是前列腺癌腫瘤微環(huán)境中的重要成員，可以通過多種趨化因子將血液循環(huán)中的間充質(zhì)干細(xì)胞募集至前列腺癌組織，并且可通過多種信號通路影響前列腺癌的進(jìn)展；同時(shí)前列腺癌細(xì)胞也可促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖，并誘導(dǎo)其表型改變。阻斷間充質(zhì)干細(xì)胞與前列腺癌之間信號傳導(dǎo)的關(guān)鍵信號分子或者阻斷間充質(zhì)干細(xì)胞向前列腺癌的募集，可能成為治療前列腺癌的新方法。近年來，利用間充質(zhì)干細(xì)胞向前列腺癌歸巢及其免疫逃逸的特點(diǎn)，將治療藥物、治療基因或者特異性病毒裝載到間充質(zhì)干細(xì)胞中，可以使治療物質(zhì)準(zhǔn)確到達(dá)腫瘤部位，為前列腺癌的治療提供了新方向，也為靶向藥物的研發(fā)提供了研究背景。但由于間充質(zhì)干細(xì)胞的擴(kuò)增潛能有限及其功能可變性，將間充質(zhì)干細(xì)胞作為藥物載體受到了一定限制。相比之下，能批量生產(chǎn)并可向前列腺癌組織募集的間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體作為治療藥物或治療基因的載體更具優(yōu)勢，有望成為治療前列腺癌特別是CRPC的新型藥物，但是其具體作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究，其應(yīng)用安全性也需要通過大量的臨床研究驗(yàn)證。