張巍巍 解祥軍 趙麗萍 王青

·綜述與講座·

胰腺癌細胞與胰腺星狀細胞相互作用的研究進展

張巍巍 解祥軍 趙麗萍 王青

胰腺星狀細胞(pancreatic stellate cell, PSC)是1998年德國學者Bachem等[1]從胰腺基質(zhì)中分離出的細胞，因其活化后可產(chǎn)生細胞外基質(zhì)(ECM)及降解 ECM相關(guān)酶類，而 ECM和基底膜的降解被認為是腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的首要步驟，因而已成為探討胰腺癌的侵襲轉(zhuǎn)移機制的焦點。

隨著對腫瘤轉(zhuǎn)移認識的不斷提高，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，進入血液或淋巴轉(zhuǎn)移的腫瘤成分不僅僅是單一的腫瘤細胞而是一些細胞團(簇)[2]。體外及體內(nèi)實驗均表明PSC與胰腺癌腫瘤細胞形成團簇從原發(fā)癌中脫離并進入血液或淋巴循環(huán)而發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移，且PSC從腫瘤細胞中分離并在轉(zhuǎn)移灶(如肝臟)構(gòu)建腫瘤微環(huán)境(土壤)，使腫瘤細胞定向趨化，歸巢遷移并定植生長。因此，胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展與胰腺腫瘤細胞和星狀細胞的相互作用密切相關(guān)[3]。

一、胰腺癌細胞作用于PSC

1．胰腺癌細胞促進PSC的活化和增殖：PSC是胰腺癌細胞毗鄰最近的細胞，胰腺癌細胞可分泌轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)、結(jié)締組織生長因子(CTGF)、白介素-1(IL-1)、IL-6、IL-8、堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)、腫瘤壞死因子(TNF-α)等刺激PSC活化。早期研究[4-5]即已發(fā)現(xiàn)PSC的活化受胰腺癌細胞的影響,鄰近胰腺癌細胞的PSC活化明顯增加,而遠離胰腺癌細胞的PSC無活化。將三種胰腺癌細胞系MIA PaCa-2、PANC1和AsPC-1培養(yǎng)的上清液作用于原代培養(yǎng)的PSCs,通過[H3]胸苷結(jié)合力判斷PSC增殖情況。培養(yǎng)16 h后,[H3]胸苷結(jié)合力較常規(guī)培養(yǎng)的PSC增加6倍,并具有濃度依賴性。以PANC1培養(yǎng)上清液培養(yǎng)PSC,PSC的DNA合成加快,PSC數(shù)量增多，提示PANC1分泌物可刺激PSC增殖[ 6]。

2．胰腺癌細胞促進PSC的分泌：我們的實驗研究發(fā)現(xiàn)[7]，胰腺癌細胞及PSC聯(lián)合培養(yǎng)后細胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導劑(EMMPRIN)表達增加，而EMMPRIN可誘導生成基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)，從而降解細胞外基質(zhì)利于腫瘤的轉(zhuǎn)移；體外實驗表明，聯(lián)合培養(yǎng)胰腺癌細胞Aspc1和PSC，上清液中血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的分泌增加，且VEGF分泌量有時間依賴性，VEGF高表達的腫瘤周圍血供豐富、轉(zhuǎn)移概率高。同時PSC分泌的其他血管生長因子如TGF-β1、血小板源性生長因子(PDGF)及肝細胞生長因子(HGF)等亦在胰腺癌血管形成中發(fā)揮重要作用。

二、PSC作用于胰腺癌細胞

1．PSC可促進胰腺癌細胞生長：Fujita等[8]構(gòu)建表達綠色熒光蛋白(GFP)的腫瘤細胞，并將其與PSC直接聯(lián)合培養(yǎng)，觀察到直接聯(lián)合培養(yǎng)較取細胞培養(yǎng)液與細胞的間接培養(yǎng)更有利于腫瘤細胞的生長，并可激活Notch通路，促進腫瘤生長。Xu等[9]將胰腺癌細胞AsPC-1和人腫瘤源性PSC(Cancer-Associated human PSC，CAhPSC)聯(lián)合注入鼠尾靜脈，其形成腫瘤直徑明顯大于AsPC-1單獨注入及AsPC-1與正常人PSC(Normal human PSC，NhPSC)聯(lián)合注入。通過免疫組化等分析，AsPC-1和CAhPSC的聯(lián)合注入所形成的腫瘤中腫瘤細胞密度增大、增長快，腫瘤纖維化程度高，而單獨注射PSC(CAhPSC或NhPSC)無腫瘤生長。這些發(fā)現(xiàn)表明PSC本身不具備腫瘤潛能，而是通過促進胰腺癌細胞的增殖從而促進腫瘤的生長。

2．PSC可促進胰腺癌細胞遷移：Kikuta等[10]將胰腺癌細胞PANC1、SUIT-2與PSC聯(lián)合培養(yǎng)，通過劃板試驗發(fā)現(xiàn)，細胞接觸松散并散開，利于細胞遷移。Ikenaga等[11]用流式細胞儀篩選出CD10+PSCs，體內(nèi)及體外實驗證實其可分泌大量MMP3，而敲除了MMP3的PSC降低了胰腺癌細胞SUIT-2和PANC1的侵襲能力。Xu等[9]將AsPC-1和CAhPSC聯(lián)合注入鼠尾靜脈后，發(fā)現(xiàn)肝臟等轉(zhuǎn)移的瘤結(jié)節(jié)組織中α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)表達增加，表明活化的PSC數(shù)目增加。這一重大發(fā)現(xiàn)證明了PSC可能具有血行或淋巴轉(zhuǎn)移的潛能，從而推測PSC在轉(zhuǎn)移灶構(gòu)建腫瘤微環(huán)境，誘導腫瘤細胞遷移。

3．PSC可抑制胰腺癌細胞凋亡：體外實驗[12-13]證明，PSC可通過分泌粘連蛋白和纖維連接蛋白來抑制胰腺癌細胞凋亡。體內(nèi)實驗[12]亦表明將PSC和胰腺癌細胞聯(lián)合注入鼠體內(nèi)與單獨注射腫瘤細胞相比，其上調(diào)了抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL，抑制了腫瘤細胞的凋亡。此外，凋亡抑制蛋白survivin的增多在胰腺癌中也發(fā)揮了一定作用。腫瘤細胞凋亡減少會影響化療藥治療效果，這也是胰腺癌化療效果差的原因之一。

現(xiàn)已分離并構(gòu)建出腫瘤源性PSC(Cancer-Associated human PSC)、靜止期PSC及永生化PSC[14-15]。盡管普遍認為活化的PSC主要來源于激活的靜止期PSC，但亦有資料[10，16]顯示它還有其他的來源。Zeisberg等[17]研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮細胞在TGF-β1的作用下有轉(zhuǎn)化成活化的肌源成纖維細胞的能力，在胰島素瘤中血管平滑肌細胞同樣具有這種基質(zhì)轉(zhuǎn)化的潛能,且聯(lián)合培養(yǎng)胰腺癌細胞與PSC可促進上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化。

目前，有報道PSC活化可能抑制胰腺癌生長。K?ninger等[18]指出，PSC可高表達CTGF，而CTGF升高與腫瘤分化好、存活長呈正相關(guān)，提示其介導的結(jié)締組織形成不利于腫瘤細胞生長。PSC可分泌核心蛋白聚糖(Decorin)[18]，Decorin在胰腺癌的生長過程中起到負性調(diào)控作用,通過控制基質(zhì)聚集、膠原纖維形成,與生長因子結(jié)合而抑制腫瘤生長。這一機制尚待進一步研究。

三、問題與展望

胰腺癌腫瘤微環(huán)境能促進腫瘤生長、侵襲,保護其免受免疫系統(tǒng)的攻擊。其中，胰腺癌細胞與PSC相互作用為胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)[19]。但其接觸密度、相互作用時間的不同是否使腫瘤細胞產(chǎn)生接觸抑制而抑制腫瘤的生長尚需進一步研究。再則，臨床中，胰腺癌腫瘤體積小而轉(zhuǎn)移程度高，是否與胰腺癌細胞-PSC相互作用接觸抑制致瘤體縮小但卻激活了其轉(zhuǎn)移潛能使惡性程度增高的假設(shè)更待進一步明確。因此，兩種細胞的相互作用為我們今后研究腫瘤微環(huán)境開辟了新路。

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2010-12-28)

(本文編輯：呂芳萍)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2011.03.028

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王青，Email: Wangqingqingdao@yahoo.cn