结直肠癌干细胞表面标志物和信号通路研究进展 A

摘要：肠道干细胞分为两种，一个是表达Lgr5基底柱状干细胞，其表达与疾病分期有关，调控着细胞周期不断更 替；另一个是+4干细胞，与肿瘤异质性有关，表达Bmil使细胞周期停滞，此外还包括Msil。多项研究表明在结直肠癌中以上标志物是高表达的，并可作用于Notch和经典Wnt信号通路促进肿瘤的发生和进展。

关键词：结直肠癌；Lgr5；BmilMsil；Wnt信号通路；Notch信号通路
Progress on the cell-surface markersand signaling pathways of colorectal cancer stem cells
DING Bo-yue, HAN Chun*
( Dept. of Radiation Oncology, Fourth Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang 050011 , China)
Abstract: Colorectal stem cells have many bio-markers, including Lgr5 which ex[x]pression is associated with THE stage of disease, also regulating the cell cycle, anothers is +4 stem cell, which is associated with tumor heterogeneity, also expressed Bmil, arresting cell cycle. Besides there is Msil. Many studies show that those markers are highly expressed in colorectal cancer, which activate Notch and Wnt signaling pathway, and can promote the progress of tumor.
Key words: colorectal cancer, Lgr5 ; Bmil ; Msil ; Wnt signal; Notch signal
结直肠癌是常见的消化道肿瘤，目前居恶性肿瘤死亡率第3位，因此如何提高确诊率以及制定个性化治疗就显得尤为重要。大多学者认为肿瘤干细 胞中DNA错配修复功能的缺失，导致突变基因的积累，使肠上皮细胞增殖和凋亡失衡，从而导致肿瘤的发生，且肿瘤干细胞是放化疗抵抗和复发的主要原因，本综述研究结直肠癌干细胞表面标志物及相关
信号通路，可为恶性肿瘤提供更有效的治疗方案。

1 结直肠癌干细胞表面标志物
1.1 Lgr5
1998年报道Lgr5，它属于G蛋白偶联受体家族，含17个富亮氨酸重复序列和7次a螺旋跨膜区，其N一和C一末端尾部侧翼富含半胱氨酸序列。人类Lgr5基因位于染色体12q22- 23，含22个外显子和21个内含子。用免疫组化染色法证实Lgr5存在于少数肠隐窝的细胞质和细胞膜上，Lgr5+的细胞 生存周期都较长且能分化出肠上皮的各类细胞[1]。 Lgr5与Wnt通路配体结合，如：R-spondinl，使LRP6磷酸化的同时使RNF43和ZNRF3降解，促进β-catenin进入胞核并与转录因子TCF相结合，调节下 游靶基因c-MyC，CDKNIA的表达，诱导肿瘤的发生[1-2]。LGR5也可通过激活Notch通路，调节Rho通路而影响细胞黏附、炎性反应相关因子的表达促进结直肠癌的发生[3]。多项研究表明人肠腺瘤和结直肠癌组织中Lgr5的mRNA和蛋白质的表达水平较正常结肠黏膜中明显增加[3]。大多学者认为原发结直肠癌患者中Lgr5高表达者HER2呈阳性，血管密度高，肿瘤侵袭能力强，易发生淋巴结 转移和远处转移，疾病分期较晚、预后较差，其中rs17109924亚型复发率较高，而Lgr5的表达程度与性别、年龄、BMI、肿瘤大小无关。也有少数研究表明Lgr5在女性中的表达比男性中多，但与疾病的发生、进展乃至预后无明显关联[1-6]。然而在体外的 研究中，沉默结直肠癌肿瘤干细胞中的Lgr5导致细胞增殖、迁移、成瘤能力下降的同时可以增加细胞凋亡[1.7]，且研究发现Lgr5+细胞与化疗耐药机制有关，其促进耐药相关基因ABCG2等高表达，而 Lgr5-的原发肿瘤患者可从5．氟尿嘧啶治疗中明显获益[4]，以上研究均表明Lgr5作为结直肠癌干细胞 表面标志物，能成为肿瘤治疗靶点，增加放化疗敏感性，改善预后。

1.2 Bmil
Bmil属于polycomb家族，为促癌基因，与c-Myc呈正相关。人类Bmil基因位于lOp13，含有10个外显子和10个内含子。高表达Bmil可激活Wnt．Notch通路促进肠细胞增殖，并抑制INK4a/ARF位点的表达，该位点编码细胞周期调控因子P16和P14ARF（小鼠中是P19ARF），这些调控因子都参与调控P53信号通路，进而调控着细胞周期和凋亡[8-9]。在小鼠体内研究发现位于肠隐窝的+4位置的小肠干细胞高表达Bmil，这些干细胞与高表 达Lgr5的干细胞在功能上有区别，前者使细胞周 期停滞，增加放疗抵抗，损伤后有再生能力，并可以抑制Lgr5+细胞的增殖[1O]。Bmil表达程度与性别、肿瘤大小、血清CEA、肿瘤分化程度、临床分期、转移程度、侵袭深度、ki- 67、生存率有关，Bmil高表达者病期晚，易转移且生存率低[11]，但也有少数报道提出Bmil高表达者预后良好[12]。然而近一项研究表明，将结直肠癌患者分成术前已有 转移的和无转移的两组比较，分析得出转移者术后Bmil水平比术前增高，无转移者则明显降低，再根据术前术后Bmil变化水平分成两组，得出术后Bmil没有降低组更易发生远处转移且生存率低，这表明高表达Bmil者易复发和发生远处转移，且预后较差[13]。因此Bmil可作为预测生存期的重要指标。体外实验研究表明沉默Bmil后肿瘤生长速度、ki-67+细胞数均下降，细胞停滞在G2/M期[14-15]。这些结论都表明Bmil是结直肠癌 肿瘤干细胞潜在的治疗靶点。

1.3 Musaslul( Msil)Msil早是在果蝇的感觉器官中发现的，它是 进化过程中高度保守的RNA结合蛋白，哺乳动物中Msil基因位于染色体12 q24和lq24.31，包含14个外显子。小鼠中在富有Lgr5和p4+肠道干细胞表面标志物的细胞中，同时发现也高表达Msil。Msil存在于人肠隐窝底部的第1-10层细胞中，是肠道干细胞的表面标志物。有研究表明Msil主要通过两条通路维持其干细胞特性并促进肿瘤生长，一条是高表达的Msil与m-Numb和P21 WAF-1l的3’端mR-NA结合并抑制其表达，过度激活Notch通路，使得 细胞不断增殖。另一条是Msil通过降解APC、激活 CTNNB1、上调Fratl激活Wnt/β-catenin信号通 路[16-18]，β-catenin的高表达增加了上皮间充质转换(epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)的活性，EMT促使细胞间黏附作用降低，细胞骨架重构，并使上皮细胞极化从而获得间充质性状，使得细胞侵袭性增加，导致肿瘤的转移[19]。Msil在结直肠癌、腺瘤中的表达水平明显高于周围正常结直肠组织，但在腺瘤中呈局灶性表达，在癌组织中广泛表达。 Msil的高表达与ki-67、肿瘤分期、远处转移有关。高表达Msil的结直肠癌患者发生远处转移的风险增加了5.4倍[18]。