胆管癌的分子网络及肿瘤微环境

胡迪吴佩

胡迪吴佩（皖南医学院附属弋矶山医院胃肠二科241000）

【摘要】胆管癌(CCA)的临床复杂性,解剖分子多样性和异质性是评估靶向治疗的一个重大的挑战，肿瘤细胞增殖的分子和细胞机制多样性仍是临床关注的关键问题。此外，由于CCA经常发生在炎症环境中(肝硬化和胆管炎)，其细胞机制或肿瘤微环境可能促进恶性肿瘤发生进展，从而导致其异质性。本文旨在强调肿瘤干细胞和外周肿瘤微环境间的动态关系，这可能为CCA的多靶向治疗提供更多新选择。

【关键词】胆管癌；癌症干细胞；肿瘤微环境。

【中图分类号】R2【文献标号】A【文章编号】2095-7165（2015）11-0569-02

胆管癌(CCA)是一种具有高度恶性和异构性胆管上皮细胞腺癌。

CCA发生在胆管上皮，常并发肝细胞癌(HCC)。在过去的二十年里,CCA的发病率和死亡率在全球快速增长，约占原发性肝癌的10%，其中70%的患者处于进展期和发生转移，无法手术切除肿瘤，这些患者的5年生存率为0%-10%。CCA可能有多个细胞起源,这些导致了肿瘤的异质性和复杂性。独立的起源、肝细胞谱系,包括双电位的HPC,非肿瘤细胞的分化,甚至成人肝细胞自发恶性转化都可能导致CCA。然而,随着越来越多的分子研究发表,许多新的有前景的治疗将传统的临床管理变得更加复杂,强调需要更多个性化的方法。这些途径可能涉及针对微环境，如肿瘤基质间,包括抑制CAFs,MFs,andTAMs信号以及针对CSC-niche。为了开发CCA新的治疗靶点，阐明肿瘤干细胞样特性的病理和临床特点至关重要。尽管CCA分子和表型异形性，本文旨在强调促进和维持CCA干细胞样的信号通路及微环境。

1.Notch通路经典Notch信号通路是一个高度保守的通路，调控着细胞的分化、增殖和凋亡及干细胞(包括肝前体细胞)和异形胆管细胞[]。在哺乳动物中，Notch受体(Notch1-4)由5个配体激活(JAG1、JAG2、DLL1,3,4),负责转换下游目的基因,如Hes1和Hey1。Notch受体1，3的表达与CCA进展和存活率密切相关，而Notch受体1，4在肝细胞癌HCC中的过表达可能起到致瘤作用。因为Notch信号可以导致CCA或肝细胞癌，Villanueva等发现下调Notch通路HPCs能够依据不同的微环境分别分化成肝细胞或胆管细胞。Zender等研究表明小鼠肝脏内的Notch胞内结构域（NICD)过表达可导致肝内胆管癌(ICCA)的发生和发展[1]。

2.Wnt/β-catenin信号通路Wnt/β-catenin通路在胚胎发生中起着至关重要的作用，它的激活是维持细胞新陈代谢的必要条件。Wnt的卷曲受体配体结合,促进β-catenin易位,TCF/LEF1同时激活和感应等肝癌关键基因，如c-Myc,cyclinD1,Survivin.。值得注意的是,58%的CCA表达β-catenin，其中有8%β-catenin发生突变,这可能促进了HPC分化，也被认为是CCA进展的决定因素。此外,Wnt表达可以被常用的原始标记刺激，,如CD133和EpCAM[2]。

3.Hedgehog信号通路Hedgehog(Hh)信号通路与胚胎发育，细胞分化和干细胞生物学相关的通路。激活Hh通路不仅可以导致肝细胞癌，还促进CCA增殖和生存。事实上,60%的肝癌有SHH的过表达，是肝脏Hh通路的主要配体。重要的是,在干细胞多样性环境中，Hh可以促进HPC扩散。此外,SHH可以调节PDGF-BB和JAG-1[3]。在胆管结扎模型,谢等证明受损Hh信号，抑制Notch通路,Hh和Notch合作可以调控成人肝脏细胞修复[4]。

4.Hippo信号通路Hippo通路是高度保守的级联反应通路，参与了胚胎发育和肿瘤生成的多个事件，还有证据表明在调控干细胞中起重要作用，如HPC[]。最近Lu等发现受Hippo通路减少的影响，在肝细胞中差异调控转录主要参与细胞运动和免疫反应。这一发现与炎症或椭圆形细胞反应是一致的,均发生在肝损伤，肝细胞增殖减弱的情况下[5]。此外,李等研究表明,在肝脏中未成熟的前体细胞数量显著增多，从WW45Liv-cKO老鼠获得的肝脏明显大于对照组。事实上,WW45Liv-cKO老鼠的肝肿瘤/CHC大量存在于变形的卵圆细胞中。同时，Kim等提供的临床和病理证据表明YAP1(Yes-associatedprotein1,Hippo主要效应器)常在具有干细胞相关标记的HCC和CHC混合肿瘤类型中表达，如EpCAM和K19[6]。

5.PI3K/PTEN/AKT信号网络AKT可以激活下游的酪氨酸激酶受体,PTEN基因是肿瘤抑制基因，可以拮抗PI3K活动。PTEN缺失导致CD133+细胞增殖，使用AKT抑制剂可以提高放疗,化疗的疗效[7]。Fan等研究表明,共同激活AKT和N-Ras致癌基因可以导致CHC-like肝脏肿瘤[8]。可以推测这恶性转变可能是HPCs扩张的结果，甚至通过肝细胞恶性转化为类前体细胞。因此,PI3K/AKT/PTEN网络为CCA的治疗靶点带来新的希望，目前一些相关临床试验正在进行中[9]。

6.TGF-β/IL-6和JAK/STAT信号通路转化生长因子-β(TGF-β)途径在细胞自我更新和维持干细胞未分化状态中中扮演着重要角色。中断TGF-β通路会影响干细胞分化,引起HPCs增殖减慢，从而,导致CCA发生发展。在肿瘤早期，TGF-β是一个肿瘤抑制基因,而在后期它可以促进肿瘤生长、转移和上皮-间质细胞转化(EMT)。在重组过程中,EMT可能在维持干细胞特性起重要作用。因此,在HPCs抑制TGF-β/IL-6途径可能是临床治疗CCA的新靶点。Isomoto等先前证明在CCA中IL-6介导STAT3信号通路，IL-6和gp130受体结合后激活并磷酸化JAK/STAT通路。STAT3诱导目标基因的转录是细胞生长、分化和增殖的必要条件。此外,Zheng等发现Gankyrin是CCA肿瘤生长和转移重要因素[10]，这是通过激活的IL-6/STAT3信号轴完成的。

7.RAS/RAF/MEK/ERK信号通路RAS/RAF/MEK/ERK级联是一个高度保守的信号转导轴，从而激活不同数目的通路会导致不同的生理后果，包括HPCs增殖。

Andersen等的全球基因突变分析指出KRAS基因突变的患者预后不好，是通过下调抑癌基因作用，同时拥有大量的CCA干细胞特性的细胞。因此,针对RAS/RAF/MAPK级联使用MEK1/2抑制剂，如司美替尼,最初用于治疗转移性胆道肿瘤，这可能是iCCA治疗中更有吸引力的选择。重要的是，30%的原发性硬化性胆管炎(PSC)患者的胆汁中有KRAS突变，这表明它可能是一个潜在因素导致胆管细胞的恶性转变[11]。

8.胆道肿瘤微环境肿瘤微环境(TME)是种支持侵袭性肿瘤生长的动态的积极相关因素，它巩固了肿瘤的异质性,因此有助于肿瘤进展,入侵和耐药性。

所有CCA亚型都与肿瘤相关基质细胞的快速增殖有关，它影响着癌症的促纤维增生性性质。肿瘤相关成纤维细胞(CAF)在CCA侵袭性和促纤维增生性反应中扮演重要角色。最近研究表明CCA手术切除分离后基质组织染色波形蛋白/α-SMA阳性和/CK19CK7呈阴性[12]。CCA手术标本的肝内胆管上皮和间质细胞的原代培养技术正在发展中，这可能是未来研究CCA肿瘤上皮/基质细胞相互作用的强大的工具。肿瘤扩散需要紧紧黏附上皮细胞转化成更具能动性的表型，表达间质细胞特性。在这个过程中，刺激典型的间充质细胞程序,包括激活特定的分子如S100A4,是S100小钙结合蛋白家族的一个成员。EMT期间，间充质细胞,巨噬细胞以及上皮细胞通常有S100A4表达。最近,Fabris等发现手术切除后核S100A4可能作为部分CCA患者预后指标[13]。核表达S100A4促进CCA细胞的侵袭性和远处转移，揭示了S100A4是一个潜在的治疗靶点。由于肌成纤维细胞（MFs）和肿瘤上皮细胞的交叉分化可以促进肿瘤细胞生长，甚至与CCA的生存率相关，近年来CAFs与MFs之间得到了越来越多的关注。

MF-to-CCA转化中涉及几个信号通路,比如PLK，PDGF，Hh，Notch。特别是,Cadamuro等人表示,CCA细胞会通过分泌PDGF-D，RhoGTPase和活化JNK生成CAFs，尤其分泌PDGFRB刺激成纤维细胞迁移[14]。最近,PLK2被确认在TRAIL诱导细胞死亡过程中连接PLK2和HH通路起关键作用,通过Hh调控PLK2表达。除了参与的几个信号通路作为潜在治疗靶点，在肿瘤进展过程中影响CAFs,同时CAFs作为靶点也受到一直高度重视。

事实上,免疫细胞可以直接消除肿瘤细胞或参与抗肿瘤免疫反应诱导作用。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）根据明显的表型极化分为M1,M2。M1极化的巨噬细胞体现明显的高水平的促炎性细胞因子（IL-1、TNF-α、白细胞介素-6和白细胞介素-23），高产的活性氮(NO-)和氧(ROS)中间体,有助于抗肿瘤免疫力。另一方面M2巨噬细胞为组织重构、免疫耐受的主要参与者，同时可能参与肿瘤进展。尽管许多研究表明TAM影响肿瘤的发展和预后，但TAM在人类CCA的意义尚不清楚。然而,Hasita等人最近指出CD68+/CD163+巨噬细胞比例和调节性T细胞(Tregs)在iCCA中的关联。研究表明CD163+M2巨噬细胞的数量与血管和肿瘤浸润T细胞紧密相关，远比CD68+巨噬细胞更加密切。引人注目的是，CD163+巨噬细胞水平升高的患者相比CD68+升高的患者有更短的无病生存率[15]。Ohira等人发现,分别向3个不同的iCCA细胞株肿瘤细胞培养液中加入巨噬细胞可导致CD163+巨噬细胞以及STAT3表达和活化显著上调[16]。来自HuCCT1细胞的上清液可强烈诱导STAT3活化和巨噬细胞极化，转化为M2型细胞因子表达上调的M2巨噬细胞，如白细胞介素-10，VEGFA、TGF-β和基质金属蛋白酶-2。这些结果表明在iCCA利用STAT3信号通路影响血管生成和免疫抑制，导致部分巨噬细胞分化为M2表型。此外，该研究还指出，体内TAM分泌的TNF-α可以作用于iCCA细胞增加CXCR4的表达，进而增加迁移和入侵潜力。Techasen等人认为,由巨噬细胞分泌的各种细胞因子,如IL-4,IL-6,IL-10,TGF-β和TNF-α,符合M2表型的，在CCA通过增强Snail核易位和减少E-cadherin表达来诱发EMT。事实上,添加巨噬细胞的CCA细胞培养液E-cadherin、CK19表达减少,同时诱导间充质标记S100A4和MMP-9表达[]。胆管肿瘤周围有丰富的血管网络,它为恶性胆管细胞的生长提供了充足的氧气和代谢物支持。这个血管生成可能有赖于VEGF-C的过表达和由TGF-β和β-catenin刺激在周围间质细胞和恶性细胞表达的一种蛋白质。这表明恶性胆管细胞通过自分泌/旁分泌机制产生VEGF，并进一步表明,TAM在VEGF调节血管生成过程中发挥重要作用。

9.结语与展望洞察环境危险因素、分子改变、肿瘤可塑性和上皮-间质相互分化揭示潜在的早期检测和治疗的新方法,但需要进一步转化和临床前评估。目前靶向治疗的新型候选包括MET,FGFR2,JAK/STAT,RAS/RAF/MAPK,PI3K/AKT/mTOR通路和异柠檬酸脱氢酶（IDH）突变。有趣的是，表观遗传驱动的治疗，影响DNA甲基化和异常表达micro-RNAs，预示治疗肝脏疾病的很好前景。已确定有35%CCA存在IDH变异，使之成为另一研究热点。了解了TME对CCA发病机制的影响为广谱治疗方案提供了更有前景的选择。因此,未来治疗策略可能会向炎症和肿瘤基质间发展。

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