周細胞在血管生成及抗腫瘤治療中的價值*

陳 卓 綜述,許新華 審校

(1.三峽大學第一臨床醫學院腫瘤科,湖北宜昌 443003；2.三峽大學腫瘤研究所宜昌市中心人民醫院腫瘤科 443003)

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·綜 述·

周細胞在血管生成及抗腫瘤治療中的價值*

陳 卓1綜述,許新華2△審校

(1.三峽大學第一臨床醫學院腫瘤科,湖北宜昌 443003；2.三峽大學腫瘤研究所宜昌市中心人民醫院腫瘤科 443003)

周細胞；腫瘤；血管生成

周細胞廣泛分布于全身毛細血管和微血管管壁，緊貼于血管內皮細胞外。周細胞與血管平滑肌細胞相延續,與內皮細胞一起構成成熟的血管結構。同時，周細胞還參與血管的新生，研究發現周細胞在維護血管穩定、協調內皮細胞功能、調節血管直徑及血流量、合成并釋放基底膜和細胞外基質的結構物質、調節免疫活動等多種生理活動中發揮重要作用，周細胞及其相關信號將是抗血管治療的重要靶點[1]。現將周細胞在血管生成及抗腫瘤治療中的作用綜述如下。

1 周細胞募集的信號調節

在血管生成過程中，由內皮細胞形成的新血管腔需要募集周細胞和平滑肌細胞從而為血管提供一個理化環境的支持。周細胞對血管的成熟穩定起著至關重要的作用，但是許多因素可影響周細胞的募集與覆蓋。已有研究顯示，下列信號分子或通路在周細胞募集過程中發揮著重要作用。

1.1 血小板衍生生長因子(PDGF)/PDGFR-β PDGF/PDGFR-β是一種參與調節細胞擴散、遷移、生存及VEGF表達的重要信號分子,在周細胞募集中發揮著不可替代的作用。研究證實，PDGF或PDGFR-β表達的缺乏可致血管外周細胞的缺失[2]。PDGF常常由活化的血管內皮細胞釋放，PDGF可與周細胞上的PDGFR-β結合繼而誘導周細胞的增殖和遷移[3]。然而，PDGF/PDGFR-β調節周細胞募集的具體機制仍不十分明確。Hamdan等[4]發現腫瘤誘導的PDGF-BB可誘發內皮細胞SDF-1α的表達，而SDF-1α參與周細胞的遷移和分化，進一步研究發現，SDF-1α/趨化因子CXC亞家族受體(CXCR)4信號對PDGF-BB誘導的周細胞募集有促進作用。腫瘤細胞分泌的PDGF-B也可通過NRP-1信號加強間充質干細胞-周細胞轉換及細胞募集[5]。

1.2 血管生成素(Ang)-1、Ang-2及其受體Tie2 Ang-1作為重要的血管調控因子，可由血管平滑肌細胞和周細胞產生。Ang-1可綁定于Tie2受體，而Tie2可在血管內皮表達，通過Ang-1/Tie2信號參與維護新生血管的成熟和穩定。研究發現Ang-1可促進一些內皮細胞依賴的生長因子的釋放，如轉化生長因子β(TGF-β)、PDGF-B從而參與周細胞的募集[6]。同時，作為調節周細胞運動性的調控因子，肝細胞生長因子(HGF)被發現可通過Ang-1/Tie2信號上調其表達進而調節周細胞的運動[7]。Ang-1/Tie2可作為周細胞募集的重要輔助信號。此外，內皮細胞可產生Ang-2，它通過競爭性結合Tie2拮抗Ang-1的作用。研究證實Ang-2/Tie2可誘導內皮細胞與周細胞之間的接連疏松，降低周細胞的覆蓋[8]。

1.3 TGF-β TGF-β是血管發展中不可缺少的調控因子，TGF-β活性的缺失將導致血管系統的異常，包括周細胞覆蓋的缺乏、血管的扭曲和血管易出血。研究發現TGF-β的釋放與周細胞標記分子肌動蛋白α(α-SMA)的表達密切相關，α-SMA與NG2/desmin表達轉換的調控依賴于TGF-β的水平[9]。TGF-β通過結合不同的TGF-β受體產生不同的細胞效應。不同TGF-β受體的活化素受體樣激酶 (ALK)如ALK1和ALK5可表現出不同的細胞效應：ALK1促進細胞的募集而ALK5誘導細胞靜止[10]。Zhu等[11]發現下調ALK1信號和增加ALK5活性可干擾內皮細胞的增殖、遷移和分化，擾亂血管平滑肌細胞的募集和分化。Chen等[12]研究顯示即使在血管內皮生長因子(VEGF)作用后，ALK1的缺乏也可導致血管完整性的損傷和周細胞覆蓋率的降低。此外，TGF被發現還可促進單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)的分泌，而 MCP-1參與壁細胞的募集，故TGF可能通過此方式誘導周細胞向血管內皮遷移[13]。

1.4 SIP SIP是一種可通過G蛋白耦合受體(EDG)調節細胞間信號的分泌鞘脂類分子，它在調節內皮細胞和壁細胞的增殖、遷移及細胞間作用中發揮作用。SIP可綁定于5種G蛋白耦合受體即SIP-1～-5，通過結合不同受體SIP在血管發展中表現不同作用。研究發現SIP-1可以調節細胞外基質，調控內皮-壁細胞間作用，從而增強內皮細胞與周細胞間的連接[14]。與之相反，激活SIP-2依賴信號，SIP可下調PDGF-BB誘導的細胞遷移[15]。同樣的,Du等[16]證實抑制SIP-2可以提高壁細胞的募集,而誘導產生促血管因子如TGF-β，VEGF-A可能是其原因之一。

1.5 基質金屬蛋白酶(MMP) MMP作為降解細胞外基質和基底膜的重要調節分子,可由血管平滑肌細胞及周細胞表達。研究表明,血腦屏障中MMP-9主要由大腦周細胞產生，并且周細胞誘導的MMP-9可啟動周細胞的遷移[17]。許多機制可能參與MMP對周細胞募集的調節：通過降解細胞外基質直接促進周細胞的浸潤；通過調節細胞外基質刺激周細胞的增殖；通過釋放一些生長因子(如VEGF)活化周細胞；協助血管生成相關信號等[18]。

2 周細胞在血管生成中的作用

在血管生成的初始階段,內皮細胞通過增殖遷移形成新生管腔，這不僅需要降解血管基底膜，還需要周細胞和內皮細胞的分離。周細胞可通過分泌VEGF刺激周細胞-內皮細胞分離。但是這些新形成的管腔的基底膜不成熟，所以，需招募如周細胞等其他血管成分促進其穩定和成熟。

內皮-周細胞間作用可為血管生成提供適宜條件。除分泌VEGF促進內皮細胞的生存和遷移外，Franco等[19]還發現周細胞可誘導腫瘤中內皮細胞表達抗凋亡蛋白Bcl-w從而抑制內皮細胞的凋亡。此外，VEGF等血管調控因子可誘導周細胞表達MMP，為內皮細胞的遷移提供條件。與此同時，內皮細胞可表達PDGF，它可促進周細胞的募集從而進一步刺激內皮-周細胞間作用。有趣的是，有研究發現PDGF和VEGF在血管生成中具有相反作用[20]。最可能的解釋是，在早期VEGF發揮主導作用，而較后期將表現出PDGF調節作用。

當血管生長到足夠程度后，內皮細胞的增殖將被抑制從而維護新成血管的穩定，周細胞在其過程中發揮作用。周細胞參與Ang-1的產生，而通過Ang-1/Tie2可抑制內皮細胞的活動從而促進血管的穩定。而內皮細胞和平滑肌細胞可表達Ang-2，對抗Ang-1的作用從而引起內皮細胞的不穩定和周細胞的缺失。Wakui等[21]發現Ang-2和VEGF在血管生成的初始階段升高，而在成熟期則表現Ang-1相對增強和VEGF表達水平的降低。在LPA誘導的血管退化模型中，研究發現周細胞可通過加速LPA的新陳代謝誘導內皮細胞管腔的穩定,在周細胞的參與調節下，完整的結構支持和適宜的生理調控將促進維護血管的成熟穩定。

3 周細胞在腫瘤發生、發展中的作用

不同于正常血管，腫瘤血管常常呈現不成熟的血管表型：異常的基底膜、異常的細胞連接、血管通透性增加等，使得有利于腫瘤細胞的浸潤和轉移。周細胞覆蓋的減少和內皮-周細胞間作用的異常是其原因之一，周細胞是腫瘤發展的重要調節因子。

乏氧是腫瘤快速生長中常見的現象，研究證實乏氧會誘導產生一系列生長因子如VEGF、Ang-2和MMP。在低氧刺激下，周細胞可以通過缺氧誘導因子(HIF)信號分泌VEGF從而促進腫瘤血管的發展。乏氧可刺激周細胞相關Ang-2和MMP的表達，誘導血管不穩定性和內皮滲透性的增加，進而為血管新生和腫瘤生長提供條件。

轉移是導致患者死亡的一個重要原因，而腫瘤血管周細胞覆蓋異常是促進轉移的重要因素之一。周細胞的缺乏使得腫瘤血管結構不完整，從而增強腫瘤細胞進入血循環的能力。相比前列腺癌細胞LNCaPs，更強侵襲性的LNCaP-19亞型細胞具有更低的周細胞覆蓋；周細胞的缺乏與腫瘤患者不良的預后存在密切聯系。Keskin等[6]通過對早期(非乏氧)和晚期(乏氧)腫瘤中周細胞的檢測，發現在早期階段，PDGFR-b+周細胞的損耗可降低腫瘤的轉移，而在晚期則增強轉移。在早期階段,周細胞的缺失可影響血管功能從而干擾腫瘤生長的氧供給，導致腫瘤生長受限、降低轉移發生；隨著周細胞缺失的加重，血管滲透性進一步加大，又為腫瘤轉移提供條件。

此外,周細胞被證實參與免疫調節從而影響腫瘤進展。研究發現，惡性膠質瘤相關的周細胞可以抑制T細胞的增殖；Bose等[1]研究表明，腫瘤相關的周細胞對CD4+T細胞的活化和增殖有抑制作用，其能增強CD4+CD44+T細胞對Ag無效應達。

4 周細胞為靶點的抗腫瘤治療

抗血管治療是腫瘤治療中的重要方式，周細胞和血管內皮細胞、VEGF一樣，都是有效的反腐抗血管治療靶點。一方面，恢復腫瘤血管中周細胞的覆蓋可以誘導血管的正常化。通過正常化血管，血管孔隙壓和滲透性得以恢復,血流灌注和氧供將提高從而增強放化療療效，血管正常結構的恢復還可能降低腫瘤細胞進入循環系統，抑制轉移。在PDGF-BB超表達的結直腸癌和胰腺癌小鼠模型中,McCarty等[22]觀察到周細胞覆蓋率增加、腫瘤生長顯著被抑制,而給予甲磺酸伊馬替尼(PDGFR抑制劑)后,腫瘤生長將提高，周細胞總量也會下降。此外，調節內皮-周細胞間作用也是治療的一個重要方式。Nasarre等[23]發現腫瘤在Ang-2缺陷小鼠中的生長慢于野生型小鼠，并且，Ang-2缺陷小鼠中的腫瘤微血管具有更豐富、更成熟的周細胞覆蓋。但值得注意，腫瘤生長的差異發生在腫瘤生長的早期。Tobia等[14]發現通過抑制Ang-2，可誘導周細胞的募集，降低腫瘤的生長。另一方面，高數量的周細胞覆蓋與不良的預后存在相關性。周細胞可產生VEGF刺激內皮細胞的生長和遷移，從而在VEGF表達下降時維護內皮細胞的生長，即周細胞可能誘導抗血管治療(靶向VEGF/VEGFR)抵抗。抑制周細胞募集和干擾內皮-周細胞間作用可能通過抑制新腫瘤血管的形成、降低腫瘤血供從而提高抗腫瘤療效。研究發現,伊馬替尼通過抑制PDGFR-b1周細胞的功能調節血管生成，可顯著抑制淋巴瘤的增長[24]。聯合應用抗VEGF和抗PDGF-B/PDGFR-β藥物抑制腫瘤生長已在許多試驗中得到證實。相對于單一抑制VEGFR或PDGF-β，同時抑制VEGFR/PDGFR-β表現出更多優勢。在一個為期12個月的3期臨床試驗中,Raymond等[25]發現相較于安慰劑組，每天給予37.5mg舒尼替尼(VEGFR和PDGFR-β抑制劑)可以改善胰腺神經內分泌腫瘤患者的無進展生存期、總生存期和客觀緩解率,舒尼替尼在肝癌治療中也有療效。此外，Grothey等[26]還發現瑞格非尼對VEGFR抑制劑治療失敗的結直腸癌患者有一定療效。

周細胞通常覆蓋在內皮細胞間接連處外，使得內皮-周細胞形成一個物理屏障來抵御腫瘤殺傷因子如免疫細胞、化療藥物。周細胞可上調黏附蛋白和N-鈣黏蛋白等多種分子的表達；周細胞誘導的Ang-1還可上調緊密連接蛋白(ZO)-1和occludin的表達，即周細胞可增強血管屏障功能。因此,抑制周細胞降低血管屏障可能使得腫瘤殺傷因子更容易到達腫瘤區域。Ruan等[27]發現伊馬替尼在抑制淋巴瘤增長時,不僅影響周細胞的覆蓋,還降解腫瘤間基質的作用。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.29.042

湖北省自然科學基金資助項目(2011CDB330，2014CFB312)；湖北省衛生廳科研基金資助項目(JX4B52)。 作者簡介：陳卓(1989-)，在讀碩士，主要從事鼻咽腫瘤基礎與臨床研究。△

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