間充質干細胞和血液系統淋巴源性腫瘤*

帥華洲 綜述，史明霞審校

(昆明醫科大學第一附屬醫院血液科/云南省血液病研究中心，云南昆明 650032)

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間充質干細胞和血液系統淋巴源性腫瘤*

帥華洲 綜述，史明霞△審校

(昆明醫科大學第一附屬醫院血液科/云南省血液病研究中心，云南昆明 650032)

[關鍵詞]間充質干細胞；急性淋巴細胞性白血病；多發性骨髓瘤；非霍奇金淋巴瘤

間充質干細胞(mesenchymal stem cells，MSCs)起源于中胚層發育早期，是除造血干細胞以外的另一類具有全能干細胞特點的干細胞，現已被證實存在于機體的多種組織器官中，并在損傷、疾病及衰老等病理、生理情況下通過其多向分化潛能、分泌多種細胞因子及較強的免疫調節功能參與組織修復，現已被廣泛用于脊髓損傷、糖尿病足和一些自身免疫性疾病的治療。近年來的研究表明，MSCs在很多疾病的發生、發展中也起著重要作用,包括惡性腫瘤。腫瘤微環境中的細胞群已被證實在控制腫瘤細胞的存活、增殖、傳播及耐藥性中發揮著至關重要的作用，它們通過分泌生長因子、促血管生成因子和載附分子等為腫瘤細胞提供生存信號和生存環境，而MSCs是其中的重要組成部分。從而完善了對這些疾病發生機制的理解,并為治療提供了新的線索和研究方向。

血液系統淋巴源性腫瘤主要包括淋巴細胞白血病、淋巴瘤、多發性骨髓瘤等疾病。淋巴細胞白血病分為急性和慢性，它是一種起源于B系或T系淋巴細胞并在骨髓內異常增生的惡性腫瘤性疾病。其異常增生的原始細胞可在骨髓聚集并抑制正常造血功能，同時也可侵及髓外組織，如腦膜、淋巴結、性腺、肝等。其臨床表現為貧血、感染與發熱、出血及各組織器官浸潤表現。淋巴瘤是起源于淋巴造血系統的惡性腫瘤，分為非霍奇金淋巴瘤和霍奇金淋巴瘤兩類，前者的發病率遠高于后者，非霍奇金淋巴瘤的病變主要發生在淋巴結、脾臟、胸腺等淋巴器官，也可發生在淋巴結外的淋巴組織和器官。依據細胞來源將其分為B細胞型、T細胞型和NK/T細胞型。其主要臨床表現為無痛性淋巴結腫大，肝脾腫大，全身各組織器官均可受累，伴發熱、盜汗、消瘦等全身癥狀。多發性骨髓瘤是一種惡性漿細胞病，其腫瘤細胞起源于骨髓中的漿細胞，而漿細胞是B淋巴細胞發育到最終功能階段的細胞。因此多發性骨髓瘤也可以歸到B淋巴細胞淋巴瘤的范圍。其特征為骨髓漿細胞異常增生伴有單克隆免疫球蛋白或輕鏈過度生成，極少數患者可以是不產生單克隆免疫球蛋白的未分泌型。多發性骨髓瘤患者常伴有多發性溶骨性損害、高鈣血癥、貧血、腎臟損害等臨床表現?，F就MSCs在血液系統淋巴源性腫瘤的發生和發展中所起的作用進行綜述。

1MSCs與急性淋巴細胞性白血病(acute lymphoblastic leukemia，ALL)

骨髓微環境參與血液系統疾病的發生和發展[1]。目前已經提出了白血病細胞“劫持”穩態的機制，即骨髓微環境在對化療藥物的反應和疾病復發的過程中發揮了關鍵作用。MSCs現已被公認是健康人和白血病患者的造血微環境的重要組成元素。有研究表明，MSCs與駐留在骨髓中的ALL細胞的生存及耐藥性的發生相關，該研究強調了骨髓基質細胞和白血病細胞間的相互作用及某些分子如白細胞介素-7(interleukin-7，IL7)、CXCR4、和轉化生長因子可能扮演的角色[2-3]。此外，轉化生長因子超家族的成員-骨形態發生蛋白(bone morphogenetic protein，BMPs)和骨髓間質細胞二者與包括ALL在內的血液腫瘤的發展相關聯。在成人中，BMP6從骨髓基質中釋放并抑制B淋巴細胞，BMP2調節人類MSCs分化，BMP4被認為是造血微環境所產生的關鍵成分，調節造血干細胞的數量和功能。Lopez等[4]研究表明，從人類脂肪組織中衍生的MSCs產生內源性的BMP4，表達BMP4信號通路的所有分子信號，以濃度依賴的方式對這一途徑的刺激做出反應[5]，并通過進一步試驗推測，產生的BMP4能直接影響ALL-MSCs，然后間接作用于造血祖細胞。Conforti等[6]研究表明，除了增殖和體外長期支持造血能力的下降，ALL-MSC保持了MSCs本來的所有特性，而且作用于患者體內的化療藥物似乎不干擾MSCs的功能和生物學特性。Bozok等[7]將MSCs與人ALL細胞共培養72 h，結果顯示，與對照組相比，共培養組中的人ALL細胞的增殖被顯著抑制，此外，生長因子、凋亡抑制分子p53、凋亡相關基因bax、凋亡相關酶Caspase-9的表達增加，同時，細胞信號傳導的基因表達顯著下降。盡管結締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)、血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor，FGF)、表皮生長因子等受體的水平增加，但細胞凋亡水平仍通過p53/Bax 的觸發而增加。Rodriguez-Pardo等[8]證實，無論是在正?；蚴前籽〖毎?，骨髓MSCs在淋巴細胞維持分化的早期階段對其有顯著促進作用。Zhang等[9]通過將Reh白血病細胞與骨髓MSCs聯合培養發現，在正常情況下，骨髓MSCs對ALL細胞的細胞周期和凋亡無顯著影響，而當ALL的細胞周期被遺傳性毒性藥物阻斷時，骨髓MSCs能增加S期細胞的比例，同時降低G2/M期細胞的比例，并證實了骨髓MSCs通過下調p21基因來影響ALL中使用遺傳性毒性藥物所造成的細胞周期停滯作用。此外，其結果表明，Wnt/β-catenin和Erk信號通路可能參與了骨髓MSCs下調p21基因這一過程，因此，針對微環境相關信號通路的治療可能是治療ALL的潛在新方法。MSCs是骨髓微環境的一個重要組成部分，CTGF在MSCs內被高度表達，Battula等[10]研究證實，CTGF調控MSCs分化成脂肪細胞并在骨髓微環境內產生瘦素，促進白血病細胞在骨髓微環境中以合適的位置植入并生長。因此，抑制CTGF能降低癌細胞增殖和分化，而瘦素可能是白血病進展的關鍵介質之一，針對瘦素的靶向治療也許能干擾白血病的進展。這一發現不僅利于深入理解其發生的分子機制,而且為其更有效的藥物治療提供了靶標。

2MSCs與多發性骨髓瘤(multiple myeloma，MM)

MM是第二常見的血液系統惡性腫瘤，以骨髓中異常漿細胞的增生、積聚并分泌單克隆免疫球蛋白為特征，廣泛溶骨性損傷及其導致的變性性骨病是其顯著的臨床特征，約90%的患者存在骨損害。MM細胞頑固的生長優勢關鍵在于其不斷改造以利于生存的腫瘤微環境。MSCs參與構建MM微環境，與MM細胞的生長、骨質破壞密切相關。雖然在干細胞研究領域中使用MSCs來治療MM骨病已經受到相當的重視，但是，輸注MSCs是促進或是抑制癌細胞生長仍存在爭議。一些體外研究表明，MM患者的MSCs具有異常的基因組、表型和功能特性，這可能會支持和保護MM細胞免受自發的及藥物誘導的凋亡，從而有利于此病中的骨形成受損[11]。此外，最近有證據表明，在同基因小鼠模型中，當皮下注射MSCs時，通過直接支持腫瘤血管和分泌促血管生成因子，能促進腫瘤生長和新生血管生成[12]。通過MSCs促進腫瘤生長也已在其他多種腫瘤模型中被觀察到[13]。與之相反的是，有研究則提示MSCs對腫瘤生長具有抑制作用[13]，特別是外源性MSCs能有效地促進骨形成，同時抑制MM骨病及高侵襲性MM細胞在骨中的生長[14]。此外，骨內注射MSCs使其作為旁觀效應細胞，已被證實能促進骨形成并抑制骨溶解，延緩MM生長和再生[14-15]。有關體內環境對MSCs功能影響的新見解或許能解釋這些相矛盾的實驗結果[16-17]。

溶骨性病變理論支持針對MM進行細胞治療成功的可能性[14-15]，其中健康的外源性MSCs通過分泌營養因子可能會影響MM骨病，而非直接參與受損骨的再生。有研究發現，在骨髓基質中，MM細胞和MSCs相互作用刺激產生dickkopf-1和IL-6，導致溶骨性損傷的形成和進展。此外，Wnt信號激活劑可能將MSCs從Dickkopf-1所引起的骨抑制作用中釋放，使釋放的MSCs修復現存的溶骨性病變。繼輔助使用干細胞治療MM后，Li等[14-15]提出，健康的MSCs或許可以獨立于其他的治療劑，使MM生長衰減，并能通過抑制破骨細胞及刺激內源性成骨細胞來抑制MM骨病。疾病中骨髓環境的改變除了有利于MM細胞駐扎，同時也有利于注入外源性MSC并駐扎成為健康的MSCs，從而并誘導MM細胞凋亡[15]。但是，目前MSCs和MM細胞在體外及體內的潛在“對話”仍然不明。已知Fas及其配體Fas-L是有關細胞凋亡的膜表面分子，二者的相互作用在誘導細胞凋亡中起重要作用，Atsuta等[18]研究發現，在共培養的條件下，Fas-L在MSCs中表達并誘導MM細胞凋亡。此外，Fas-L在體外和體內通過阿司匹林激活，從而有效地抑制了MM細胞的生長和轉移。

3MSCs與非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin lymphoma，NHL)

NHL是一組異質性疾病，其生物學特點和臨床特征不盡相同，一方面取決于發生突變的惡性腫瘤細胞相關因子，同時惡性腫瘤細胞與非惡性微環境中的細胞群之間的相互作用對其也產生了影響。

濾泡型淋巴瘤(follicular lymphoma，FL)是一種常見的B細胞型惰性NHL，已有研究證實，MSCs誘導FL的B淋巴細胞產生化療抵抗[19]。MSCs對FL的B細胞的支持作用主要通過黏附分子的表達及相關整合來實現，整合過程如提供存活信號給FL的B細胞并結合到其同源受體，以及產生如IL-6和B細胞活化因子(B cell-activating factor，BAFF)等促存活因子[20]。此外，MSCs可以產生血管內皮細胞生長因子直接作用于淋巴瘤，或通過影響在FL浸潤中發揮作用的CD4+Th細胞的活性和分化從而間接作用于淋巴瘤。Brady等[21]的研究證實，MSCs對FL浸潤中的濾泡輔助性T細胞(follicular helper T cells，TFH)和濾泡調節性T細胞(follicular regulatory T cells，TFR)的支持作用部分是通過旁分泌產生的IL-6依賴機制而實現；MSCs通過誘導表達叉頭蛋白P3(forkheadboxprotein3，FoxP3)來促進TFH向TFR分化。由于TFH已被證實可以支持FL-B細胞存活，那么預期通過促進TFH細胞向TFR分化，能降低FL-B細胞的存活率。鑒于TFH和TFR的數量平衡很可能在某種程度上就決定這種疾病的生物學特性，那么暗示了靶向MSCs作為治療策略的可能性。

套細胞淋巴瘤(mantle cell lymphoma，MCL)是NHL中的一種特別的子類型，源自無套區周圍的生發反應中心所產生的CD5+B細胞。在美國和歐洲，MCL約占成人NHL的5%～8%。MCL是一種侵襲性腫瘤，但隨著新的治療手段的推廣，患者的中位生存率一般為5～7年[22]?；颊吣壳暗纳鏁r間不短，而MCL細胞通常在體外自發凋亡，這提示了或許某些因素對MCL的生存和增殖是必不可少的，而且這些因素并非來自MCL細胞本身。既往已經對包括原代MCL在內的多種類型的NHL細胞做了研究，證明了淋巴瘤細胞和MSCs的相互作用增加腫瘤細胞的存活及耐藥性[23-24]。有報道發現，MCL細胞(細胞系和原代細胞)和人類或小鼠的骨髓MSCs共培養，其結果是MCL細胞發生黏附。MCL細胞黏附至MSCs部分原因是由于其表面表達CXCR4、CXCR5和VLA-4[23,25]。細胞存活增加是由于細胞依賴性周期蛋白激酶抑制劑p21和p27的表達升高，這導致了細胞周期中可逆的G1期的停止。這些研究均證明，MCL細胞與MSCs共培養引起了MCL耐藥性的顯著增加，與此相關聯的是BAFF的表達增加及活化核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)存活途徑的激活[25-26]。上述研究均表明，MCL與MSCs之間的相互作用在MCL的生存和耐藥中發揮了關鍵作用，但需要注意的是，上述實驗幾乎都是在MCL和MSCs的短期共培養(12～24 h)體系中進行，為了進一步證實MCL和MSCs在長期共培養中的相互作用，Medina等[27]通過對鼠MSCs系MS-5和人類BM-MSCs分別與MCL原代細胞長達7個月的共培養，分析并得出結論，與MS-5或人類BM-MSCs共培養的MCL原代細胞在存活和增殖方面要優于對照組中單獨培養的MCL細胞。MCL-MSCs的相互作用激活了BAFF/ NF-κB信號軸，從而導致了細胞凋亡減少，增加MCL的遷移，增加耐藥性。此外，還證明了BAFF能增強CXCR4和CXCR5的配體-CXCL12和CXCL13的趨化能力，從而誘導MCL細胞遷移?？偟膩碚f，以上研究結果均表明，MSCs與MCL細胞的相互作用在MCL的發病機制中發揮關鍵作用，并且上述分析有助于人們確定新的研究目標以用于治療用途。

4結語

綜上所述，有關MSCs的研究依然是比較活躍的領域，新近關于MSCs和某些疾病尤其是血液系統腫瘤發生、發展方面的研究,不僅使人們對相關疾病的發病機制有了進一步的認識,還解釋了目前的一些治療手段療效欠佳的部分原因,同時也為這些疾病新的治療策略的研究指出了一條新的道路，具有深遠意義。

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doi:·綜述·10.3969/j.issn.1671-8348.2016.04.040

*基金項目：國家自然科學基金資助項目(31260232)；云南省中青年學術技術帶頭人后備人才培養基金資助項目(2010CI013)；云南省科技廳昆明醫科大學應用基礎研究聯合專項基金資助項目(2012FB031)。

作者簡介：帥華洲(1987-)，碩士研究生，主要從事成體干細胞生物學特性及臨床應用研究?！魍ㄓ嵶髡?，Tel：(0871)65324888-2529；E-mail：shmxia2002@sina.com。

[中圖分類號]Q254；R55

[文獻標識碼]A

[文章編號]1671-8348(2016)04-0545-04

(收稿日期：2015-06-10修回日期：2015-10-14)