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間充質(zhì)干細(xì)胞雙向調(diào)節(jié)腫瘤疾病

2020-12-22 20:33:28趙江豪崔世聰郭春燕
神經(jīng)藥理學(xué)報(bào) 2020年4期
關(guān)鍵詞:外泌體膠質(zhì)瘤胰腺癌

趙江豪 崔世聰 郭春燕

河北北方學(xué)院,張家口,075000,中國(guó)

間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一類具有多重分化能力的祖細(xì)胞,根據(jù)來(lái)源不同,分為骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)、胎盤間充質(zhì)干細(xì)胞(placental mesenchymal stem cell,PMSC)、臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(umbilical cord mesenchymal stem cell,UC-MSC)和脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(adipose tissue-derived stromal cell,ADSC)四種類型。MSCs 首次發(fā)現(xiàn)來(lái)源于骨髓,之后的研究發(fā)現(xiàn),MSCs 因含有自身特有的表面標(biāo)志物,使其便于在多種組織中分離,如胎盤、臍帶和脂肪組織等。MSCs 有自我更新和分化成其它組織細(xì)胞的能力[1]。MSCs 的這種特性使其在治愈多種疾病方面發(fā)揮了極為重要的作用。MSCs 表面包含許多趨化因子和細(xì)胞因子受體,腫瘤細(xì)胞利用自分泌或旁分泌等方式產(chǎn)生一些可溶性因子,進(jìn)而使MSCs 更方便、更快速地靶向腫瘤的細(xì)胞,加強(qiáng)了MSCs 歸巢進(jìn)入腫瘤細(xì)胞的能力[2]。然而,MSCs 在某些情況下對(duì)腫瘤細(xì)胞的促進(jìn)作用也不能忽視。因此,本文綜述MSCs 對(duì)于腫瘤疾病促進(jìn)或者抑制作用,為科學(xué)合理地開(kāi)展MSCs 的臨床試驗(yàn)提供參考。

1 ADSC 對(duì)腫瘤疾病的雙向調(diào)節(jié)

1.1 ADSC 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)

ADSC 可以促進(jìn)多種癌癥的發(fā)展,腹部肥胖,脂肪增多,會(huì)導(dǎo)致瘦素中幾個(gè)基因改變,進(jìn)而影響MSCs 在腫瘤微環(huán)境里面的生物學(xué)特性,使ADSC 演變?yōu)榧涌炷[瘤發(fā)育的成纖維細(xì)胞,促進(jìn)雌激素/孕激素受體陽(yáng)性的乳腺癌發(fā)生[3]。ADSC 和腫瘤的微環(huán)境也有很大關(guān)聯(lián),癌癥或炎性細(xì)胞產(chǎn)生分泌因子,單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)以及基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1(stromal cel1 derived factor-1,SDF-1),加強(qiáng)ADSC 歸巢能力從而遷移到腫瘤微環(huán)境中,促進(jìn)癌癥細(xì)胞的生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移。進(jìn)入腫瘤微環(huán)境的ADSC 進(jìn)而產(chǎn)生血小板衍生因子(platelet-derived growth factor,PDGF)和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF),兩個(gè)因子表達(dá)的促血管生成因子和趨化因子加快了內(nèi)皮細(xì)胞的增殖與腫瘤新血管的生成,促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)與發(fā)展。同時(shí)腫瘤對(duì)ADSC 會(huì)發(fā)動(dòng)旁分泌作用,促使ADSC 轉(zhuǎn)變?yōu)橹С帜[瘤生長(zhǎng)的成纖維細(xì)胞[4]。

ADSC 還可以通過(guò)和某種癌癥細(xì)胞的相互作用,進(jìn)而促進(jìn)癌細(xì)胞的發(fā)展,例如腎上腺皮質(zhì)癌(adrenocortical carcinoma,ACC)促使ADSC 中與成熟脂肪細(xì)胞特異表達(dá)有關(guān)的三個(gè)基因—脂聯(lián)素(adiponectin,ADP),脂肪酸結(jié)合蛋白-4(fatty acid binding protein-4,F(xiàn)ABP-4)和激素敏感脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL)的表達(dá)降低,使ADSC 很難轉(zhuǎn)化為成熟的脂質(zhì)細(xì)胞,引誘ADSC 轉(zhuǎn)化為與腫瘤生長(zhǎng)有關(guān)的肌纖維細(xì)胞。ADSC也使腎上腺皮質(zhì)癌細(xì)胞的MEK 表達(dá)和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)磷酸化顯著增加,增加ACC 細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取和代謝能力,促進(jìn)ACC 細(xì)胞的增殖,ADSC 還使ACC 細(xì)胞中局部黏著斑激酶(focal adhesion kinase,F(xiàn)AK)和Fascin-1 的蛋白質(zhì)表達(dá)增加,這些蛋白質(zhì)在ACC 細(xì)胞遷移和侵襲所必需的片狀脂蛋白,絲狀偽足與黏著斑的形成中起很大作用,進(jìn)而加強(qiáng)了ACC 細(xì)胞的遷移與侵襲能力[5]。ADSC 可沿SDF1α-CXCR4 趨向軸向化學(xué)殘留的三陰性乳腺癌細(xì)胞遷移,之后ADSC 會(huì)以一種旁分泌的方式分泌成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2(fibroblast growth factor 2,F(xiàn)GF2),F(xiàn)GF2 通過(guò)與它的四種受體其中之一結(jié)合驅(qū)動(dòng)細(xì)胞外調(diào)節(jié)激酶ERK 的酪氨酸磷酸化,促進(jìn)了三陰性乳腺癌細(xì)胞的增殖與抗凋亡蛋白的轉(zhuǎn)錄[6]。ADSC 大量表達(dá)三陰性乳腺癌腫瘤內(nèi)溶血磷脂受體-1(lysophospholipid receptor-1,LPA-1)和自分泌蛋白,二者的大量表達(dá)降低了三陰性乳腺癌細(xì)胞的凋亡能力[7]。

ADSC 還能增強(qiáng)癌癥細(xì)胞的耐藥性,ADSC 通過(guò)釋放趨化因子CXCL-1,降低微小RNA-106a(miR-106a)的表達(dá),并且增加三陰性乳腺癌細(xì)胞里面腺苷酸三磷酸結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白G 超家族成員-2(adenosine triphosphate binding transporter G-2,ABCG-2)的表達(dá),加快三陰性乳腺癌細(xì)胞中阿霉素的外排,減少阿霉素在細(xì)胞積累,進(jìn)而增強(qiáng)對(duì)阿霉素的敏感性,達(dá)到增強(qiáng)其對(duì)阿霉素的耐藥性目的[8]。

1.2 ADSC 抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)

ADSC 對(duì)不同癌癥細(xì)胞通過(guò)不同的機(jī)制產(chǎn)生抑制能力。ADSC 能夠調(diào)控膀胱腫瘤細(xì)胞中的周期蛋白依賴性蛋白激酶-1(cyclin-dependent protein kinase-1,CDK-1)失調(diào)和細(xì)胞周期蛋白A 表達(dá),使膀胱腫瘤細(xì)胞的S 期阻滯,并且抑制膀胱腫瘤細(xì)胞中Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo),抑制膀胱腫瘤細(xì)胞的增殖,侵襲和遷移。另外還可激活caspase-3/7 信號(hào)通路,促進(jìn)乳腺腫瘤的細(xì)胞凋亡。ADSC 通過(guò)以上方式達(dá)到抗膀胱腫瘤的能力[9]。

ADSC 作為載體具有易獲得、壽命長(zhǎng)、增殖快和體外衰老慢等特點(diǎn)。因此ADSC 還可作為載體與抗癌藥物融合,對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生抑制作用。例如將吡柔比星嵌入聚乳酸/乙醇酸中,制成納米顆粒,以ADSC 做載體治療胰腺癌,可以將吡柔比星藥物靶向胰腺癌細(xì)胞的中心部位,更好地抑制胰腺癌細(xì)胞的增殖和促進(jìn)其細(xì)胞凋亡。同時(shí)這種載體復(fù)合物通過(guò)緩慢釋藥,增加用藥安全性,減少炎癥細(xì)胞的產(chǎn)生[10]。紫杉醇和ADSC載體結(jié)合可以直接抑制上皮性卵巢癌(ovarian cancer,OVCA)的活性,該結(jié)合物可以與OVCA 細(xì)胞聚集成異性紅細(xì)胞,抑制OVCA 細(xì)胞對(duì)紫杉醇藥物的耐藥性和細(xì)胞的生存與遷移能力[11]。將E7’抗原(E7’)修飾為非致癌蛋白和蛋白疫苗,與ADSC 結(jié)合成結(jié)合物,增加結(jié)腸癌與路易斯肺癌的細(xì)胞凋亡速率,降低癌癥細(xì)胞中血管內(nèi)皮細(xì)胞CD-31 和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表達(dá),對(duì)腫瘤血管的生成與生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用,還通過(guò)激活自身CD4+T和CD8+T 細(xì)胞以及自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK)的活性,增強(qiáng)自身對(duì)癌癥細(xì)胞的免疫力,從而達(dá)到抗路易斯肺癌和結(jié)腸癌腫瘤的作用[12]。

2 UC-MSC 對(duì)腫瘤疾病的雙向調(diào)節(jié)

2.1 UC-MSC 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)

UC-MSC 通過(guò)分泌一些趨化因子和生長(zhǎng)因子,以及調(diào)控一些信號(hào)通路促進(jìn)多種癌癥的發(fā)展。例如UC-MSC 通過(guò)瞬時(shí)激活ERK1/2 和Akt 信號(hào)途徑并且釋放可溶性因子,促進(jìn)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)細(xì)胞的增 殖,同時(shí)UC-MSC 分泌的GRO 和白細(xì)胞介素-8(interleukin-8,IL-8)以及其他趨化因子(NAP-2,ENA-78 和GCP-2)與其共享的受體CXCR-1 和CXCR-2 結(jié)合,促進(jìn)GBM 細(xì)胞的增殖、遷移與侵襲,同時(shí)還促進(jìn)腫瘤血管生成[13]。肝癌細(xì)胞可誘導(dǎo)UC-MSC 中波形蛋白,成纖維細(xì)胞活化蛋白(fibroblast activation protein,F(xiàn)AP)和miR-211 的表達(dá)增多,使臍帶干細(xì)胞向與癌生長(zhǎng)相關(guān)的成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化,之后促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖,遷移與侵襲能力,促進(jìn)肝癌腫瘤的生長(zhǎng)[14]。UC-MSC 與胃癌細(xì)胞相互融合,融合細(xì)胞里面的PCNA 以及細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白(cyclin D1)的表達(dá)能力得到顯著提高,進(jìn)而增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的生長(zhǎng)能力,同時(shí)融合細(xì)胞表現(xiàn)出上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的轉(zhuǎn)變,例如融合細(xì)胞里面的E-鈣黏蛋白的表達(dá)能力出現(xiàn)下坡趨勢(shì),波形蛋白,N-鈣黏蛋白,α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)和FAP 的表達(dá)提高。進(jìn)一步提高胃癌細(xì)胞的增殖,遷移以及侵襲能力,促進(jìn)胃癌腫瘤在小鼠體內(nèi)的生長(zhǎng)能力[15]。尼古丁處理過(guò)的UC-MSC,通過(guò)誘導(dǎo)EMT 過(guò)程,增強(qiáng)其向肺癌細(xì)胞的遷移能力,同時(shí)使UC-MSC 中白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的表達(dá)水平提高,IL-6 在Janus 激酶/轉(zhuǎn)錄激活因子3(janus kinase/transcriptional activator 3,JAK/STAT3)過(guò)程中參與肺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化,提高致瘤以及癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移,使肺癌細(xì)胞變得更具有侵襲性[16]。

2.2 UC-MSC 載體以及融合物對(duì)腫瘤疾病的抑制作用

肺腺癌細(xì)胞的惡性增殖活性,遷移能力都受到UC-MSC 的抑制影響。因此UC-MSC 對(duì)于肺腺癌的抑制能力,可以更好的應(yīng)用于抗腫瘤藥物的載體,使其也起相同的作用效果[17]。UC-MSC 以及修飾過(guò)的工程化UC-MSC 可以作為抗腫瘤基因載體,延長(zhǎng)藥物的半衰期和減弱基因在體內(nèi)可能產(chǎn)生的細(xì)胞毒性,進(jìn)一步使融合物更好發(fā)揮抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用。例如UC-MSC 作為干擾素-β(interferon-β,INF-β)的載體,用于治療三陰性乳腺癌,通過(guò)觸發(fā)caspase-8,caspase-9和caspase-3 的激活,降低抗凋亡蛋白Bcl-2 的表達(dá)和誘導(dǎo)JAK/STAT 信號(hào)傳導(dǎo)這三個(gè)方式加快三陰性乳腺癌細(xì)胞的凋亡,抑制三陰性乳腺癌腫瘤的生長(zhǎng)[18]。Ad-hTERTp-IL24 修飾的UC-MSC 載體,可與腺病毒,5-氟嘧啶融合,用于抑制肝癌腫瘤細(xì)胞的繁衍,該結(jié)合物分泌大量的IL-24,進(jìn)而激活P38MAPK 途徑,殺傷肝癌細(xì)胞。同時(shí)增加Bax 蛋白的表達(dá),減弱Bcl-2 蛋白的表達(dá)和其他凋亡蛋白(如PARP,caspase-3 和caspase-9)被切割并激活,促進(jìn)肝癌細(xì)胞的凋亡,抑制肝癌腫瘤的生長(zhǎng)[19]。

UC-MSC 分泌的細(xì)胞外囊泡或外泌體,也可作為基因載體,抑制腫瘤生長(zhǎng)。例如UC-MSC 分泌的細(xì)胞外囊泡,作為SiRNA 的載體,用于治療結(jié)腸腺癌(colonic adenocarcinoma,COAD),SiRNA 可 抑 制COAD 中 長(zhǎng)的非編碼RNA(ELFN1-AS1)的表達(dá),使ERK 的無(wú)法激活,進(jìn)一步使波形蛋白的表達(dá)水平降低和使E-鈣黏蛋白的表達(dá)水平提高,使COAD 細(xì)胞的EMT 過(guò)程受到抑制,從而抑制COAD 細(xì)胞增殖和遷移,抑制COAD腫瘤的發(fā)展[20]。UC-MSC 分泌的細(xì)胞外囊泡,作為miRNA-302a的載體,用于治療子宮內(nèi)膜癌(endometrial cancer,EC),富含miRNA-302a 的細(xì)胞外囊泡下調(diào)EC細(xì)胞中細(xì)胞周期蛋白D1 和Akt 的蛋白表達(dá)水平以及Akt 的磷酸化程度,使EC 細(xì)胞的增殖與遷移能力減弱[21]。UC-MSC 分泌的外泌體,可作為miRNA-148b-3q 的載體,用于治療乳腺癌細(xì)胞。該結(jié)合物促進(jìn)miRNA-148b-3p 的表達(dá),使乳腺癌細(xì)胞中E-鈣黏蛋白,Bax 的蛋白表達(dá)增多,使波形蛋白,Bcl-2 和Bcl-xl 的蛋白表達(dá)減弱,促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的凋亡,同時(shí)還能抑制乳腺癌細(xì)胞的遷移、增殖和侵襲[22]。

3 PMSC 對(duì)腫瘤疾病的雙向調(diào)節(jié)

3.1 PMSC 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)

人胎盤來(lái)源的MSCs 使癌癥細(xì)胞里面的細(xì)胞因子與趨化因子的表達(dá)能力減弱,進(jìn)而抑制癌癥細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲和癌癥腫瘤血管的生成,達(dá)到抗腫瘤效果。例如人胎盤來(lái)源的MSCs 可通過(guò)人白介素1 受體拮 抗 劑(Interleukin-1 receptor antagonist,IL-1ra)或 者利用其它介質(zhì)(IL-12,IL-18,INF-γ受體及其相應(yīng)的細(xì)胞因子)增強(qiáng)人體免疫系統(tǒng)中NK 細(xì)胞的抗腫瘤活性。同時(shí),與TLR-3 的機(jī)制不同,人胎盤來(lái)源的MSCs 也可通過(guò)誘導(dǎo)TLR-3 來(lái)增強(qiáng)NK 細(xì)胞的抗腫瘤活性[23]。人胎盤絨毛來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞抑制三陰性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC)細(xì)胞的增殖、遷移,抑制TNBC 細(xì)胞中細(xì)胞因子和趨化因子(IL-10,IL-12,CXCL-9 和CXCL-10)的表達(dá)。IL-10 表達(dá)的降低,會(huì)引起VEGF,腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和MMP-9 的合成,阻止TNBC 腫瘤血管的生成。CXC 趨化因子也是血管生成的啟動(dòng)子,CXCL-9 和CXCL-10 的表達(dá)降低也可抑制TNBC 腫瘤血管的生成[24]。人羊膜來(lái)源的MSCs 通過(guò)下調(diào)參與癌癥細(xì)胞G0/G1 期的基因表達(dá)和S 期與DNA 復(fù)制時(shí)相關(guān)的基因的表達(dá)能力,例如細(xì)胞周期蛋白(CCND-2、CCNE-1、CCNH),細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK-4、CDK-6、CDK-2),微染色體維持復(fù)合物的成分(MCM-2、MCM-4、MCM-5)和增殖細(xì)胞核抗原,降低造血與非造血癌細(xì)胞的增殖能力[25]。

3.2 PMSC 載體及融合物對(duì)腫瘤疾病的抑制作用

PMSC 可用于抗腫瘤藥物和分子的載體,抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展。例如人足月胎盤的羊膜MSCs 可作為紫杉醇的載體,羊膜MSCs 對(duì)紫杉醇的細(xì)胞毒性有抗性,并且可以隨時(shí)間釋放藥物,抑制了對(duì)紫杉醇有敏感的胰腺腫瘤細(xì)胞的增殖[26]。PMSC 作為miRNA-124的載體時(shí),該結(jié)合物使神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中SCP-1 基因的表達(dá)下降,使神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的細(xì)胞分化減少。同時(shí)作為miRNA-145 的載體時(shí),PMSC 抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中Sox-2 和Oct-4 的mRNA 與蛋白質(zhì)的表達(dá),抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的自我更新[27]。通過(guò)Lipofectamine 2000 介導(dǎo)的腺病毒將內(nèi)皮抑制素轉(zhuǎn)染到PMSC 中,該結(jié)合物可以靶向卵巢癌的細(xì)胞內(nèi)部釋放腺病毒,腺病毒通過(guò)復(fù)制破壞卵巢癌腫瘤細(xì)胞。同時(shí),經(jīng)過(guò)溶瘤,新產(chǎn)生的病毒擴(kuò)散到周圍的腫瘤組織中,結(jié)合物還通過(guò)釋放內(nèi)皮抑制素抑制腫瘤的新血管生成,剝奪惡性腫瘤的營(yíng)養(yǎng),達(dá)到抗卵巢癌腫瘤的作用[28]。經(jīng)過(guò)修飾的PMSC 可以更好進(jìn)行腫瘤治療。例如腺病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)的PMSC,該復(fù)合物使大腸膜腹癌的腫瘤結(jié)節(jié)大小減小和無(wú)腫瘤率的增加,抑制CRPC 腫瘤血管的生成和腫瘤細(xì)胞增殖,促進(jìn)細(xì)胞凋亡。同時(shí)該復(fù)合物保護(hù)腺病毒不受免疫系統(tǒng)的降解,延長(zhǎng)其基因表達(dá)。使腺病毒更好的發(fā)揮抗大腸膜腹癌腫瘤的功能[29]。160/240 Gy 輻射強(qiáng)度的X 射線修飾PMSC 的可再生多表位整合球體,制成疫苗。該疫苗使肺癌腫瘤控制的SDF-1/CXCR-4和Akt-2/P-Akt 的信號(hào)分子丟失或者下降,促進(jìn)肺癌腫瘤細(xì)胞凋亡,抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。同時(shí)激活宿主細(xì)胞中免疫調(diào)節(jié)因子(INF-γ誘導(dǎo)蛋白、IL-4、IL-7、LIF、IL-12)的表達(dá),減弱免疫抑制因子的表達(dá),加強(qiáng)宿主細(xì)胞免疫系統(tǒng),使其防御微環(huán)境復(fù)蘇,延長(zhǎng)宿主細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境的生存周期[30]。在IL-6 啟動(dòng)子的控制下,用雙順?lè)醋愚D(zhuǎn)染PMSC 載體與腫瘤壞死因子凋亡配體(tumor necrosis factor apoptosis ligand,TRAIL)結(jié) 合,促進(jìn)TRAIL 在多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞中的表達(dá)水平增加,同時(shí)該結(jié)合物激活caspase-3 增加多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞的凋亡,抑制多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞對(duì)骨骼的破壞[31]。修飾的PMSC 也可作為藥物載體,DF 基因轉(zhuǎn)染的PMSC可作為藥物更昔洛韋的載體,用于治療結(jié)腸癌,通過(guò)加強(qiáng)結(jié)腸癌細(xì)胞中凋亡蛋白caspase-3 的表達(dá)能力,降低增殖蛋白增殖細(xì)胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)的表達(dá)能力,進(jìn)而可以使結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖能力加強(qiáng)和使結(jié)腸癌細(xì)胞的凋亡能力減弱,使結(jié)腸癌腫瘤的發(fā)展與生長(zhǎng)能力減弱[32]。

4 BMSC 對(duì)腫瘤疾病的雙向調(diào)節(jié)

4.1 BMSC 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)

BMSC 可加快癌癥細(xì)胞的生長(zhǎng),通過(guò)抑制自身免疫系統(tǒng),分泌一些因子和增加促癌基因的表達(dá)。BMSC通過(guò)抑制CD4+T 細(xì)胞,降低Th1 和Th17 細(xì)胞的百分比,增加Th2 和Treg 細(xì)胞的百分比,因?yàn)門h1 細(xì)胞產(chǎn)生INF-γ并調(diào)節(jié)細(xì)胞有關(guān)的免疫反應(yīng),Th2 分泌IL-4并抑制Th1 細(xì)胞有關(guān)的反應(yīng),Treg 細(xì)胞分泌TGF-β和IL-10 發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,抑制效應(yīng)T 細(xì)胞。以上機(jī)制共同發(fā)揮抑制自身免疫系統(tǒng)的作用,促進(jìn)多發(fā)性骨髓瘤的增殖[33]。BMSC 通過(guò)分泌IL-6,提高肝癌細(xì)胞中IL-6R 和gp130 蛋白表達(dá),促進(jìn)肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力,同時(shí)激活肝癌細(xì)胞里面的IL-6/STAT-3 信號(hào)傳導(dǎo)途徑,提高肝癌細(xì)胞中Bcl-2、CCND-1、MCL-1 和MMP-2四個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄水平,促進(jìn)肝癌細(xì)胞的侵襲能力[34]。BMSC 可增加胃癌細(xì)胞中c-Myc 癌基因的表達(dá),顯著提高c-Myc 蛋白的表達(dá),提高胃癌細(xì)胞的遷移能力,促進(jìn)胃癌腫瘤血管的生成,進(jìn)而加強(qiáng)胃癌腫瘤的生長(zhǎng)能力[35]。

4.2 BMSC 抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)

BMSC 可使神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖和遷移能力減弱以及加快神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡能力,利用激活神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞里面的caspase-3 和caspase-9 的蛋白表達(dá),減弱Bcl-2 的蛋白表達(dá)能力,加快神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的凋亡,降低神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞里面的周期蛋白D1 的表達(dá),令神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞停止在G1 細(xì)胞周期,同時(shí)BMSC通過(guò)抑制PI3K/Akt 信號(hào)通路抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),BMSC 還在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞EMT 過(guò)程中降低波形蛋白,N-鈣黏蛋白的表達(dá),提高E-鈣黏蛋白的表達(dá),抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的遷移,通過(guò)以上方面抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤腫瘤的生長(zhǎng)[36]。

4.3 BMSC 的外泌體及融合物對(duì)腫瘤疾病的雙向調(diào)節(jié)

來(lái)源于BMSC 的外泌體是一種直徑40~100 nm的小囊泡,BMSC 外泌體對(duì)胃癌與骨肉瘤腫瘤的發(fā)展達(dá)到促進(jìn)效果。外泌體可以使胃癌和骨肉瘤細(xì)胞中Hedgehog 信號(hào)通路達(dá)到激活狀態(tài),從而提高信號(hào)分子Gli-1、Patched-1、Shh 和Smoothened 的 表 達(dá),促 進(jìn) 骨肉瘤與胃癌細(xì)胞的增殖與遷移,加快骨肉瘤或胃癌腫瘤的生長(zhǎng)[37]。BMSC 來(lái)源的外泌體EXOS 可以使骨肉瘤細(xì)胞中ATG5,Beclin1 和LC3-II 的水平升高,促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞的自噬,增強(qiáng)骨肉瘤細(xì)胞的增殖,遷移和侵襲能力,促進(jìn)骨肉瘤腫瘤的生長(zhǎng)[38]。外泌體可包裝蛋白質(zhì),脂質(zhì)還有核酸,例如miRNA、長(zhǎng)非編碼RNA(lncRNA)、基因組DNA、cDNA 等,靶向癌腫瘤細(xì)胞,促進(jìn)或者抑制腫瘤細(xì)胞的發(fā)展。MiRNA-221 寡核苷酸轉(zhuǎn)染的BMSC 外排的外泌體,減弱胃癌細(xì)胞中PTEN 和P27 的表達(dá)能力,增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的增殖能力,另外結(jié)合外泌體還提高胃癌細(xì)胞的遷移與侵襲能力,同時(shí)加強(qiáng)胃癌細(xì)胞的致癌能力,增強(qiáng)胃癌腫瘤的生長(zhǎng)??赏ㄟ^(guò)研究在外泌體中對(duì)miRNA-221 具有抑制作用的抑制劑來(lái)達(dá)到抗腫瘤目的[39]。

外泌體結(jié)合某些miRNA 也有抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用。例如BMSC 分泌的外泌體可當(dāng)成載體與miRNA-126-3P 融合,靶向胰腺癌細(xì)胞,該載體復(fù)合物提高miRNA-126-3P 的表達(dá)水平并且下調(diào)胰腺癌細(xì)胞中MMP-9 的表達(dá),同時(shí)降低胰腺癌細(xì)胞中增殖相關(guān)因子血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和侵襲相關(guān)因子(COX-2、MMP-14)的表達(dá),利用以上方式對(duì)胰腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲產(chǎn)生負(fù)調(diào)節(jié),加快胰腺癌細(xì)胞凋亡的進(jìn)度,對(duì)胰腺癌腫瘤的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制的效果[40]。當(dāng)外泌體與miRNA-1231 形成載體結(jié)合物,進(jìn)一步靶向胰腺癌細(xì)胞,使胰腺癌細(xì)胞的G0/G1 期發(fā)生停滯,從而降低胰腺癌細(xì)胞的增殖能力,另外使胰腺癌細(xì)胞的遷移,侵襲能力得到抑制,因此抑制胰腺癌腫瘤的生長(zhǎng)[41]。BMSC 的外泌體作為miRNA-205 的載體,靶向前列腺癌細(xì)胞,載體復(fù)合物分泌的miRNA-205 與其靶基因RHPN-2,下調(diào)RNPN-2的表達(dá),抑制前列腺癌細(xì)胞里面的Ki67,PCNA,MMP-2和Bcl-2 的蛋白表達(dá),進(jìn)而使前列腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲的能力降低,因此可以抑制前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[42]。IL-12 通過(guò)慢病毒載體轉(zhuǎn)染到BMSC并成為融合物,把惡性腹水荷瘤小鼠的膜腹通透性降低,增加腹水中INF-γ的含量,減少VEGF 的含量,對(duì)小鼠的惡性腹水荷瘤達(dá)到抑制的效果,增加小鼠的存活時(shí)間[43]。

5 總結(jié)與展望

MSCs 是參與多種生理活動(dòng)的多能干細(xì)胞,在不同的生理和病理環(huán)境中表現(xiàn)出多向性功能。MSCs 參與調(diào)控腫瘤的發(fā)展,MSCs 可以通過(guò)分泌介質(zhì)和細(xì)胞-細(xì)胞相互作用直接影響腫瘤細(xì)胞,并通過(guò)調(diào)節(jié)固有的適應(yīng)性免疫反應(yīng),從而促進(jìn)和抑制腫瘤發(fā)展[44]。MSCs對(duì)于腫瘤具有雙向調(diào)節(jié)作用,MSCs 與腫瘤微環(huán)境相互作用,腫瘤相關(guān)間充質(zhì)干細(xì)胞直接存在于腫瘤微環(huán)境中,對(duì)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展起著至關(guān)重要的作用[45]。不同的腫瘤源性MSCs 有其獨(dú)特的特點(diǎn)。我們應(yīng)該深入探討MSCs 與腫瘤微環(huán)境免疫細(xì)胞之間的雙向影響規(guī)律,探索不同腫瘤源性MSCs 的潛在生物標(biāo)志物和治療作用。從而在對(duì)MSCs 功能及其機(jī)制的深入了解的基礎(chǔ)上促進(jìn)腫瘤治療策略的發(fā)展。

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