肿瘤相关成纤维细胞对原发性肝癌发生发展作用的研究进展

王昀子，龙汉安

(西南医科大学附属医院 ，四川泸州646000)

肿瘤相关成纤维细胞对原发性肝癌发生发展作用的研究进展

王昀子，龙汉安

(西南医科大学附属医院 ，四川泸州646000)

肿瘤微环境对原发性肝癌(HCC)的进展起着重要的促进作用。肿瘤相关成纤维细胞(CAF)作为肿瘤微环境中的一员，通过细胞外基质成分的改变可加速肝纤维化的形成，通过分泌生长因子和趋化因子可促进HCC细胞增殖，通过诱导肿瘤细胞上皮间质转化增进HCC的侵袭和转移的能力。此外，CAF还能分泌释放多种促血管生成因子对HCC新生血管形成有着极其重要的作用；也能分泌各种细胞因子引起HCC血管生成拟态的变化，增强HCC细胞的运动性。

原发性肝癌；成纤维细胞；肿瘤浸润

原发性肝癌(HCC)具有难发现、难诊断、难治疗以及进展快等特点，是肿瘤导致死亡的第三大原因[1]。目前手术治疗仍是治疗HCC的主要手段，但是HCC术后转移率及复发率高，且没有有效的预防方案。肿瘤微环境是促进肿瘤进展的重要因素。HCC微环境是癌细胞与基质的复杂混合，基质又包括活化的肝星状细胞、肿瘤相关成纤维细胞(CAF)、内皮细胞、免疫细胞及其分泌的各种蛋白质，其中CAF是HCC微环境中最重要的成分之一。正常的成纤维细胞可以抑制肿瘤细胞生长，促进肿瘤细胞分化，使其恶性表型消失。CAF对肿瘤细胞却有显著刺激作用,当CAF与肿瘤细胞共同培养时，能明显地刺激肿瘤细胞生长[2]。近年来，肿瘤微环境被作为研究热点。现就其中的重要肿瘤微环境细胞——CAF与HCC发生、演进、浸润的关系综述如下。

1 CAF与肝纤维化

CAF属于成纤维细胞中的一种。成纤维细胞在机体受到创伤时大量活化，转化为原肌成纤维细胞。静止的肝星状细胞也可分化为高增殖性并具有胶原分泌能力的肌成纤维细胞, 这些肌成纤维细胞使细胞外基质(ECM)长期大量集聚形成不可逆转的肝硬化[3]。HCC大多是由肝硬化发展而来，CAF在此过程中有重要作用。由此，干扰肝纤维化的过程，可以预防大部分HCC的发生。这些肌成纤维细胞的收缩功能可直接激活存在于ECM中的转化生长因子-β1(TGF-β1)通路[4]，激活的TGF-β1又可使原肌成纤维细胞转化成肌成纤维细胞或CAF。Jia等[5]试验证明，这些肌成纤维细胞及CAF表面主要蛋白标记物为α-SAM，与HCC的侵袭及转移相关。TGF-β1也可刺激1型胶原和其他ECM成分(如细胞粘连蛋白和蛋白聚糖)的产生[6]，并且TGF-β1可刺激过氧化氢和C/EBP依赖通路产生胶原蛋白促进ECM的不可逆的形成和集聚，从而加速肝纤维化的形成。

2 CAF与HCC的增殖

在肿瘤组织中，CAF分布于肿瘤侵袭前沿、肿瘤-间质界面或肿瘤间质中，靠近肿瘤血管内皮细胞并包绕癌巢，可以与多种类型细胞如肿瘤细胞、内皮细胞和炎症细胞发生相互作用。HCC相关CAF(H-CAF)与一般成纤维细胞比较，更能引起自然杀伤(NK)细胞的功能紊乱，致使NK细胞活化的细胞毒性分子和表面标记低表达[7]，活化的成纤维细胞分泌前列腺素2降低NK细胞的活性，使其在肿瘤环境中保持无应答状态，从而为HCC细胞创造更加舒适的生长环境[7,8]。H-CAF促进HCC细胞增殖主要通过分泌生长因子和趋化因子。在已知的四种媒介生长因子即基质细胞衍生因子1、肝细胞生长因子(HGF)、转化生长因子β表皮生长因子中，HGF的浓度最高，可促进肝肿瘤细胞增殖和分化，且HCC细胞被证明没有自分泌促进自身增殖分化的机制，所以HGF在HCC细胞增殖分化中发挥了非常重要的作用[5]。除媒介生长因子外，同时CAF自身还可分泌多种生长因子和趋化因子，可直接促进肿瘤细胞的增殖和浸润，其中角质细胞生长因子可维持HCC细胞的稳定并刺激其进入细胞周期的G2、S期[3]。最近的实验表明趋化因子受体CCR6在HCC间质成纤维细胞中的表达明显高于癌旁组织及正常肝脏组织，而H-CAF中CCR6表达水平与肿瘤大小、数量、分级及TNM分期有明显的正相关性[9,10]。

3 CAF与HCC的侵袭与转移

在HCC中，H-CAF首先与肝肿瘤细胞接触，促进其增殖，之后参与其肿瘤的侵袭与转移。CAF可以通过诱导肿瘤细胞上皮间质转化(EMT)，增进其侵袭和转移的能力。当肿瘤细胞发生EMT后，其细胞生物学行为主要发生在肿瘤细胞浸润和转移能力上的改变。最近的研究发现，Twist在多种HCC细胞中表达上调，Twist的过表达可诱导EMT从而显著增强HCC的转移和侵袭能力[11]。miR-27a-3p下调可抑制EMT发生从而降低HCC的侵袭能力[12]。华学峰等[13]研究表明：H-CAF与HCC细胞共培养时，HCC细胞由抱团成簇样生长变为分散成播散样生长，HepG2-GFP由多角形上皮细胞形态转化为长梭形间质细胞形态，其侵袭能力明显增强。一种非编码RNA miR-7在CAF内过表达可以明显提高与其共培养的肿瘤细胞迁徙和转移的能力。Lin等[14]研究发现两种人CAF细胞系(F26/KMUH, F28/KMUH)与两种人HCC细胞系(HCC24/KMUH, HCC38/KMUH)的增殖、迁徙和基底膜基质入侵有明显的相关性。其中，F26/KMUH细胞系对于HCC24/KMUH的增殖以及两种HCC细胞系的迁徙作用明显更加强于F28/KMUH。十种基因(APLN、CCL2、CCL26、CXCR4、IL6、MUC1、LOXL2、PDGFA、PGK1、VEGFA)上调与HCC的增殖、浸润、转移及血管生成有关。

4 CAF与HCC的血管生成

CAF可分泌释放多种促血管生成因子如血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、TGF-β1、基质金属蛋白酶1(MMP-1)、基质金属蛋白酶7(MMP-7)等；其中VEGF是强有力的直接促进血管生成的因子之一，对HCC新生血管形成有着极其重要的作用[15]，此外，VEGF受体与其激动剂结合后可促进肿瘤血管新生和淋巴管生成，促进肿瘤细胞的增殖与转移，这已成为当下研究热点[16]。在肝血管造影术下没有血管生成的病例中被检测几乎没有VEGF的表达，相反在肝血管丰富的HCC病例中，VEGF的表达是非常充裕的。生成的肿瘤血管内皮细胞分泌生成内皮素，可以反过来刺激周围成纤维细胞聚集收缩，产生促进血管内皮生长因子。CAF还可间接促进新生血管生成：CAF可以分泌各种细胞因子，聚集大量炎症细胞，促进血管形成，合成胶原，层粘连蛋白和纤维连接蛋白，在ECM沉积过程中发挥重要作用[17]；CAF也可生成HGF，破坏细胞间的粘附作用，降解细胞外基质，促进肿瘤细胞的运动功能，进一步促进新生血管的生成。

5 CAF与HCC血管生成拟态(VM)

VM是独立于血管生成的一种新的肿瘤血管模式。不同于经典的内皮细胞肿瘤血管结构，VM是高侵袭性肿瘤细胞为了满足自身血供，通过自身变形和ECM重塑而形成类似血管样通道[18]。HCC在增殖、侵袭的过程中，部分血管重建，出现畸形血管导致缺氧，很多实验表明低氧环境可以刺激肿瘤细胞生成脉管样物质并表达与VM相关的基因[19]。CAF分泌的各种细胞因子如VEGF、bFGF、TGF-β1、MMP-1、MMP-7等，诱导EMT引发一系列信号通路，最终激活相应的转录因子包括Snail、Slug、Twist等。Ma等[20]试验发现EMT诱导器Twist可能在低氧诱导型VM中发挥重要的作用，Twist过表达可以增强HCC细胞的运动性，VM与细胞运动密切相关，Twist的过表达可调节VM的变化。CAF分泌基质金属蛋白酶也可调节ECM的更新从而表达某些血管内皮样表型，这与VM的形成也密切相关。

综上所述，CAF可促进肝纤维化，在HCC的增殖、浸润、转移、血管形成方面都有着密切的促进作用，了解H-CAF的作用对于肝肿瘤的靶向治疗与预防有巨大作用。但目前肝细胞HCC没有确切疗效的药物，化疗应用的范围也很狭窄，治疗手段很有限，全球范围内HCC的病死率都非常高，因此有必要进一步探索CAF新的标记物以及信号通路因子，为靶向治疗HCC提供新的思路。

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龙汉安(E-mail: hananlly@sina.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.33.038

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