血管周細胞與乳腺癌血管生成

劉靜黃麗綜述，楊敏審校

（四川省遂寧市中心醫院:1普通外科,3消化內科，四川遂寧629000；2綿陽市第三人民醫院消化內科）

血管周細胞與乳腺癌血管生成

劉靜1黃麗2綜述，楊敏審校3

（四川省遂寧市中心醫院:1普通外科,3消化內科，四川遂寧629000；2綿陽市第三人民醫院消化內科）

周細胞；乳腺癌；血管生成

乳腺癌是來自乳腺終末導管小葉單元上皮的惡性腫瘤，是嚴重影響女性健康的疾病之一，目前已躍居女性惡性腫瘤首位[1]，并有發病年齡呈現年輕化的傾向。雖然其手術、化療、放療及內分泌等治療手段已取得較好臨床療效，但仍有大約25%～30%的早期乳腺癌患者在隨訪10～15年之后發生遠處轉移[2]，且成為導致患者死亡的主要因素。

腫瘤血管生成（Tumor angiogenesis）系腫瘤細胞誘發的血管生成促進因子和抑制因子共同調控內皮細胞以及周細胞形成血管的過程，是腫瘤生長及演進（Progression）的前提。周細胞（Pericyte）是微血管壁的基本單位，與內皮細胞共同構成微血管與周圍組織間的屏障，是維持內環境穩定的重要因素，與內皮細胞緊密聯系共同調節腫瘤血管生成過程，從而參與腫瘤的浸潤進展及轉移，因此，闡明周細胞在乳腺腫瘤血管生成中的作用，對于乳腺癌的防治具有重要的意義。

1 血管周細胞一般生物學特點

1.1 周細胞來源

周細胞可來源于不同胚層。譜系追蹤研究顯示，顱部的周細胞來自神經外胚層，其它大部分的周細胞則來自中胚層[3]，但周細胞在不同組織的來源仍不確切。周細胞可在新生血管、炎癥修復中可分裂增殖，但主要由成纖維細胞分裂增殖而補充完成。多種生長因子通過對周細胞的調節從而維持毛細血管的結構及滲透性[1]。

1.2 周細胞的定位

內皮細胞和基膜構成微血管的內膜，中膜缺如，外膜與周圍組織相延續，為薄層結締組織。基膜只有基板，周細胞位于毛細血管外周，在內皮細胞與基板之間，數量不等，又稱Rouget細胞、外膜細胞（Adventitial cell）、內皮外細胞（Periendothelial cell）等。血管周細胞僅表示一群定位于血管組織的細胞，而不是一個精確定義的細胞表型[4]。毛細血管管壁由內皮細胞、基膜和周細胞（Pericyte）的基本結構構成。周細胞在毛細血管壁上的覆蓋率因器官不同而有所差異。在中樞神經系統及視網膜中，周細胞與內皮細胞的比例最高，接近1∶1，在腎及皮膚中為1∶10，而在骨骼肌中則為1∶100[5]。周細胞依據其來源、表型、分布的不同可分為不同類型。1923年，Zimmerman根據周細胞在血管的位置將其分為3類，即前毛細血管型、真毛細血管型和后毛細血管型。前毛細血管周細胞有環形突起沿血管壁包裹自身；真毛細血管周細胞呈梭形，沿血管長軸高度伸展，并發出短的二級突起；后毛細血管周細胞呈星狀，突起較短，覆蓋后毛細血管腔面[6]。

1.3 周細胞的形態結構

周細胞形似成纖維細胞，呈扁長形，核呈卵圓形或腎形，核一端的胞質內可見高爾基復合體、扁平長池狀的粗面內質網和短小的滑面內質網，線粒體、游離核糖體和糖原顆粒也常見。周細胞覆蓋的基膜與內皮細胞基膜相連續，周細胞胞質呈星狀突起，分為初級突起和次級突起，縱向包裹并襯托毛細血管。通過緊密連接、縫隙連接、粘著斑、可溶因子與內皮細胞相聯系。周細胞與內皮細胞連接處則無基膜，也無質膜融合或特殊連接結構。周細胞胞體和突起內可見有活性的特異性的乳酸-二磷酸吡啶核苷酸脫氫酶和異檸檬酸-三磷酸吡啶核苷酸脫氫酶。但與成纖維細胞不同的是，周細胞內微絲較多，且散在于胞質內或成束附著于質膜內面形成密體[7]。

1.4 周細胞的分子標記物

由于周細胞定位不同，其分子標記物也各異，主要的分子標記物有：α-平滑肌肌動蛋白（α-smooth muscle actin,α-SMA）、非肌肌球蛋白（Non-muscle myosin），原肌球蛋白（Tropomyosin），結蛋白（Desmin），巢蛋白(Nestin)、血小板源性生長因子-β(PDGFR-β)，氨肽酶A（aminopeptidase A），氨肽酶N(CD13)，硫苷脂（sulfatide），神經元膠質細胞硫酸軟骨素蛋白聚糖-2（neuron-glial 2 chondroitin sulphate proteoglycan，NG2），黑色素瘤特異細胞粘附分子CD146等[8-10]。盡管周細胞有異質性特點，但相同血管類型的周細胞標記物卻大致相同。如毛細血管周細胞Desmin（+），而αSMA（-）。而微靜脈周細胞二者均為陽性。

2 影響乳腺腫瘤血管生成的因素

2.1 腫瘤血管生成

腫瘤血管生成是腫瘤細胞在生長過程中，通過誘導腫瘤周圍微血管內皮細胞出芽、遷移、增殖、成型，并最終形成瘤內新生微血管的過程。腫瘤血管生成是乳腺癌生長、轉移和發展的基礎。研究證實，實體瘤在達到1～2 mm的直徑和厚度時(107個細胞左右)，如果沒有新生血管來供應營養，腫瘤將不再增大[11]，腫瘤的生長和擴散也將被抑制。

2.2 腫瘤血管特征

微血管發芽形成血管使腫瘤細胞距離血管在100～200 μm之內[11]形成新生血管，與成熟的血管不同，腫瘤血管缺乏正常的組織結構和層次，并在腫瘤組織內不均衡分布。通常形狀不規則，扭曲、擴張、變形，動靜脈吻合異常、排列紊亂、血管外周細胞覆蓋率降低以及基底膜變薄等[12]，多數腫瘤血管的周細胞覆蓋率較低，且腫瘤血管床的功能不成熟。上述結構改變將有利于癌細胞的浸潤和轉移。腫瘤血管壁細胞間連接受損，基底膜異常，通透性增大，腫瘤新生血管發生滲漏以及維持血管內壓力梯度失衡，腫瘤間質壓力升高。

2.3 調控乳腺腫瘤血管生成的因子

乳腺癌的血管的生成，受到多種因子的共同調控，目前已知的主要有血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)、缺氧誘導因子-1α（Hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α），轉化生長因子-β（Transforming growth factorβ,TGF-β）,胸苷磷酸化酶（Thymidine phosphorylase,TP)等[13-15]，血小板源性生長因子(Platelet derived growth factor, PDGF)、堿性成纖維細胞生長因子(Basic fibroblast growth factor,bFGF)、肝細胞生長因子(Hepatocyte growth factor，HGF)、血管生成素（Angiopoietin,Ang）家族、Ephrins家族以及血小板衍生生長因子(PDGF)組織金屬蛋白酶抑制劑(Tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMPs)、腫瘤壞死因子α(Tumor necrosis factor,TNF-α)、血小板反應蛋白-1（Thrombospondin-1）、血管抑素（Angiostatin）、內皮抑素（Endostatin）、異粘蛋白（Metadherin，MTDH）等，此外一些乳腺癌細胞及間質細胞細胞釋放的趨化因子，如單核細胞趨化蛋白-1(Monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)通過VEGF介導的腫瘤血管的生成[16]。這些調節因子由腫瘤細胞、內皮細胞、周細胞、腫瘤間質細胞及瘤內浸潤的炎細胞等產生，一般通過與各自對應的受體結合而發生作用。此外，乳腺癌組織還會吸引骨髓源性的DLL4(Delta-like ligand 4)細胞通過DLL-4-Notch信號通路介導“歸巢”（homing）至腫瘤組織，形成微血管[17]。

在調控腫瘤血管生成的因子中，VEGF被認為是乳腺腫瘤誘導血管生成過程中最重要的促進因子。近來，Liu等[18]報道了1788例原發性浸潤性乳腺癌，VEGF的主要表達于基底細胞樣、管腔B型、人類表皮生長因子受體2型（Human epidermal growth factor receptor-2,HER2）陽性的癌細胞。

3 周細胞在乳腺腫瘤血管生成中的作用

血管生成依賴內皮細胞的遷移、增生及新生血管的穩定。內皮細胞主要的功能伙伴即周細胞。正常生理情況下，周細胞數量充沛，通過血管腔面與內皮細胞的緊密聯系和旁分泌信號介導，調節內皮細胞的遷移、存活和成熟過程[19]。在血管生成后期，周細胞通過抑制細胞增生和遷移，并刺激細胞外基質的產生來穩定血管并塑形。

在腫瘤組織內，周細胞數量有限，形態結構及分子表達異常，或與內皮細胞聯系松散，導致絕大部分腫瘤微血管不成熟，形態功能失常。有研究顯示[20]，抑制乳腺癌組織中的VEGF-A產生，可選擇性的消除缺乏周細胞包被的血管，表明血管生成過程中內皮細胞增生依賴周細胞的存在。此外，由于周細胞的多樣性，以往普遍認為，在血管生成過程早期，即內皮細胞形成血管腔后，周細胞主要發揮引導血管結構形成的作用，而新近研究[21]發現，即使在內皮前體細胞和內皮細胞沒有激活的情況下，周細胞也能誘導腫瘤血管的生成，表明周細胞在腫瘤血管生成過程中發揮著獨立的重要作用。

在乳腺腫瘤組織中，周細胞通過表達的尿激酶型纖溶酶原激活物受體介導，與內皮細胞協調作用，促進血管新生和腫瘤的浸潤與轉移。在正常血管中，基底膜富含IV型膠原并有大量內皮細胞和周細胞生長因子，而腫瘤血管中，基底膜結構成分缺陷，從而為內皮細胞增生、癌細胞的增殖轉移形成了良好的的微環境[22]。

最近Birbrair等[23]將骨骼肌間質中的周細胞分為兩種亞型，即1型(Nestin–GFP/NG2+)和2型(Nestin–GFP+/ NG2+)，并發現只有2型周細胞與腫瘤血管生成有關，其有望成為腫瘤治療新的靶點。

4 展望

目前在乳腺癌的研究以及防治中，多種針對腫瘤血管生成的的靶向藥物已經應用于臨床，由于抗腫瘤血管生成的治療針對性較強，抗瘤范圍較廣，且不良反應較小，很多患者也因此獲益[24]。然而血管靶向藥物也只對腫瘤新生血管有抑制作用，對已生成的腫瘤血管則無作用，加上腫瘤血管的發生機制復雜，單一的乳腺癌血管抑制靶向藥物實難徹底阻斷腫瘤新生血管的生成。研究表明[25]，乳腺癌的轉移是由腫瘤新生血管及血管生成擬態實現，同時血管周細胞具有分化為間充質干細胞的潛能[26]。因此，鑒于血管周細胞在乳腺癌血管生成中的重要作用，設計針對內皮細胞和周細胞聯合血管生成擬態的靶向治療方案，可望獲得更好的治療前景。

1.李玉林主編.病理學[M].第6版.北京:人民衛生出版社. 2013:318-319.

2.Brackstone M，Townson JL，Chambers AF，et al.Tumour dormancy in breast cancer：an update[J].Breast Cancer Res，2007,9(3)：208.

3.Alexander Birbrair，Tan Zhang,Zhong-Min Wang,et al. Pericytes at the intersection between tissue regeneration and pathology[J].Clin Sci(Lond),2015,128(2):81-93.

4.Armulik A,Genove G,Betsholtz C.Pericytes.developmental,physiological,and pathological perspectives,problems,and promises[J].Dev.Cell,2011,21:193-215.

5.Shepro D,Morel NM.Pericyte physiology[J].Faseb J, 1993,7:1031-1038.

6.Nehls V,Drenckhahn D.Heterogeneity of microvascular pericytes for smooth muscle type alpha-actin[J].J Cell Biol,1991,113:147-154

7.成令忠主編.現代組織學[M].上海：上海科學技術文獻出版社,2003,684-686.

8.Crisan M,Yap S,Casteilla L.A perivascular origin for mesenchymal stem cells in multiple human organs[J].Cell Stem Cell,2008,3:301-313.

9.Morikawa S.Abnormalities in pericytes on blood vessels and endothelial sprouts in tumors[J].Am J Pathol,2002, 160(3):985-1000.

10.Duffield JS,Lupher M,Thannickal VJ,et al.Host responses in tissue repair and fibrosis[J].Annu Rev Pathol，2013, 8:241-276.

11.D.Marme′and N.Fusenig.Tumor Angiogenesis:Basic Mechanisms and Cancer Therapy[J].Spinger,Berlin,Germany,2007,9:361-362.

12.Welen K,J Ennbacken K,Tesan T,et al.Pericyte coverage decreases invasion of tumour cells into blood vessels in prostate cancer xenografts[J].Prostate Cancer Prostatic Dis,2009,12(1):41-46.

13.Elham Fakhrejahani,Masakazu Toi.Tumor Angiogenesis: Pericytes and Maturation Are Not to Be Ignored[J]. Journal of oncology，2012,9:10.

14.Fox SB,Generali DG,Harris.Breast tumour angiogenesis [J].Breast Cancer Research,2007,9(6)：216.

15.Mauricio P Pinto1,Wendy W Dye,Britta M Jacobsen and Kathryn B Horwitz.Malignant stroma increases luminal breast cancer cell proliferation and angiogenesis through platelet-derived growth factor signaling[J].BMC Cancer，2014,14:735.

16.Ueno T,Toi M,Saji H,et al.Significance of macrophage chemoattractant protein-1 in macrophage recruitment, angiogenesis,and survival in human breast cancer[J].Clinical Cancer Research,2000,6(8）:3282-3289.

17.Stewart KS,Zhou Z,Zweidler-McKay,et al.Delta-like ligand 4-Notch signaling regulates bone marrow-derived pericyte/vascular smooth muscle cell formation[J].Blood, 2011,117(2):719-726.

18.Liu Y,Tamimi RM,Collins LC,et al.The association between vascular endothelial growth factor expression in invasive breast cancer and survival varies with intrinsic subtypes and use of adjuvant systemic therapy:results from the Nurses,Health Study[J].Breast Cancer Research and Treatment,2011,129(1):175-184.

19.Raza MJ，Franklin AZ，Dudek.Pericytes and vessel maturation during tumor angiogenesis and metastasis[J].American Journal of Hematology,2010,85(8):593-598.

20.Koutras A,Kotoula V,Fountzilas G.Prognostic and predictiveroleofvascularendothelialgrowthfactor polymorphisms in breast cancer[J].Pharmacogenomics, 2015,16(1):79-94.

21.Raza A,Franklin MJ,Dudek AZ.Pericytes and vessel maturation during tumor angiogenesis and metastasis[J]. Am.J.Hematol,2010,85:593-598.

22.Kalluri R.Basement membranes:structure,assembly and role in tumour angiogenesis[J].Nature Reviews Cancer, 2003,3(6):422-433.

23.Birbrair A,Zhang T,Wang ZM,et al.Type-2 pericytes participate in normal and tumoral angiogenesis.Am.J. Physiol[J].Cell Physiol,2014,307:25-38.

24.蔣福林，艾冬青，官秋玥.周細胞概念及在血管形成信號轉導通路研究中的進展[J].中國組織工程研究,2015,19 (46):7504-7508.

25.劉秋雨,連增林.乳腺癌血管生成雙途徑及其相關因子研究[J].中國醫藥生物技術,2015,10(5):453-459.

26.俞曉燕,趙玉武.血管周細胞與間充質干細胞關系的研究進展[J].國際神經病學神經外科學雜志,2014,41(1): 85-88.

（2016-05-04收稿）

R318.15 R365

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2016.05.025

劉靜(1984-),男，碩士研究生。E-mail:lj84414@126.com