翻譯一篇cnacer上的綜述吧，雖然這個綜述也不是很全面，但是有必要把相關(guān)知識點捋一捋。
因為翻譯的很快，所以也不是很精準。
原文：Targeting Liver Cancer Stem Cells: An Alternative Therapeutic Approach for Liver Cancer
已知腫瘤干細胞傳統(tǒng)的治療方法有很強的抗性，例如化學藥物和放射療法。所以，選擇性的靶向腫瘤干細胞的特定分子標記或者信號通路對于治療對藥物有抗性的肝腫瘤是一個行之有效的方法。然而，現(xiàn)階段還沒有充分的證據(jù)來來得到關(guān)于腫瘤干細胞的信號通路或者生物標記的結(jié)論。在本研究中，我們將概述現(xiàn)階段關(guān)于肝癌干細胞特異的分子標記和重要的信號通路。
摘要：
Bruce等人第一次報道了在急性髓系白血病中少量的與干細胞相似的腫瘤干細胞的存在。在白血病中腫瘤干細胞的發(fā)現(xiàn)促使了后來在多種實體瘤中去鑒定腫瘤干細胞。近年來，大量的研究嘗試從多種實體瘤當中鑒定腫瘤干細胞，包括腦瘤、結(jié)腸癌、頭頸癌、肝癌和肺癌。根據(jù)上述研究，我們推斷大部分惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展極大可能依賴于腫瘤干細胞群體。最新的研究表明，干細胞相關(guān)的標記物或者信號通路，例如ALDH、CD133、EPCAM、Wnt-catenin signaling，和Notch signaling有助于多種類型的肝癌的發(fā)生和發(fā)展。更加重要的是，腫瘤干細胞對傳統(tǒng)的治療方法和現(xiàn)在的靶向治療方法均存在抗性。所以，我們認為選擇性的靶向肝癌干細胞特定的標記物或者信號通路對于治療抗化療型肝腫瘤是一種有效的治療策略。本文中我們提供了現(xiàn)階段關(guān)于肝癌干細胞所有假說的相關(guān)知識，并且討論了肝癌干細胞在發(fā)展和維持過程中關(guān)鍵的分子標記和信號通路。
1. introduction
肝癌是2018年全球第六大最常被診斷的實體腫瘤，也是癌癥相關(guān)死亡的第三大原因。從肝臟開始的癌癥稱為原發(fā)性肝癌。肝細胞癌(HCC)是主要的組織學亞型，約占所有原發(fā)性肝癌患者的80%。肝內(nèi)膽管癌(ICC)是第二常見的原發(fā)性肝癌，約占患者的20%。無論是在基因水平還是在表型水平上，HCC和ICC都是具有很強異質(zhì)性的腫瘤。一種新定義的混合或聯(lián)合肝細胞癌-膽管癌(HCC-CC)，其特征是肝細胞和膽道上皮兩種分化特征，提示存在能夠分化為肝細胞和膽管細胞的雙向潛能的肝干/祖細胞。事實上，最近的研究表明，就其細胞和分子特征而言，HCC、ICC和HCC- cc具有高度異質(zhì)性，并包含一小部分優(yōu)先表達各種干細胞標記的自我更新細胞。
此外，一些研究表明，從HCC細胞系中純化的CD133+細胞在動物模型中具有更高的增殖潛能和致瘤能力，并表現(xiàn)出干細胞樣特征，包括自我更新和分化成多個細胞系的能力。此外，一組ICCs表達了干細胞/祖細胞相關(guān)標記物，提示CSCs可能是ICC的細胞來源。因此，識別和選擇性靶向CSCs是一種可行的治療策略，無論引起肝癌的根本原因是什么。然而，目前還沒有足夠的信息對肝癌發(fā)生的細胞來源做出結(jié)論性的聲明，而與肝臟csc特異性信號通路和標記相關(guān)的其他特征仍有待闡明。
2. the origin of cancer stem cell
由于正常干細胞和CSCs之間的相似性，例如自我更新和向多譜系分化的能力，許多最近的研究試圖去確定CSCs是由失調(diào)的正常干細胞產(chǎn)生，還是通過已分化的細胞發(fā)生多重突變產(chǎn)生。答案可能很大程度上取決于癌癥的具體類型和惡性表型。CSCs的起源在過去的幾年中仍然存在爭議。成體干細胞能夠無限分裂，并分化為組織或器官的某些或所有細胞類型。事實上，已經(jīng)假設(shè)CSCs可能來源于具有干細胞樣特征的細胞，或通過正常干細胞多種突變積累致使干細胞發(fā)生癌變。白血病干細胞與正常造血干細胞有一些共同的特性(HSCs)，支持干細胞來源假說。干細胞通常具有進行無限自我更新細胞分裂的能力。因此，我們有理由假設(shè)，干細胞的壽命延長使其成為腫瘤進展所必需的多種突變的主要目標。然而，這一假設(shè)可能要求較高的突變率，因為存在于成人組織中的成體干細胞非常稀少。除了干細胞起源假說，最近的研究表明，癌細胞也可以從完全分化(或“成熟”)的細胞中獲得，通過去分化使其具有更多的干細胞樣特征。在這一假設(shè)中，腫瘤發(fā)生是由分化細胞中的致癌突變和隨后通過去分化過程獲得干細胞樣特征功能引發(fā)的。在成體組織中，分化細胞越多？（細胞分化程度越高），導致致癌轉(zhuǎn)化的突變幾率就越大。令人驚訝的是，整個腫瘤發(fā)生序列僅僅通過幾個步驟就可以介導其產(chǎn)生；Takahashi等人最近發(fā)現(xiàn)，最終分化成纖維細胞可以通過基因“重新編程”變成誘導多能干細胞，僅通過引入4個轉(zhuǎn)錄因子(Myc, Oct4, Sox2，和Klf4)。然而，目前還沒有足夠的信息對CSCs的起源做出結(jié)論性的陳述，需要進一步的調(diào)查。
3. Cancer Stem Cells: Implications for Hepatocarcinogenesis
3.1. Identification of CSCs in Various Types of Tumors
大部分腫瘤中的大多數(shù)細胞具有有限的致瘤生長和自我更新潛力；事實上，只有一小部分腫瘤細胞具有明顯的自我更新能力、分化能力和產(chǎn)生新腫瘤的能力。這些高致瘤性亞群被稱為CSCs，具有較高的致瘤潛力。CSC概念的提出是為了解釋特定腫瘤中癌細胞表型和功能存在的高度的異質(zhì)性。在20世紀60年代，Bruce等人證明了只有一小部分(1-4%)的白血病細胞可以在體外形成克隆，并在受體動物中產(chǎn)生新的腫瘤。白血病CSCs的鑒定促使進一步研究在各種實體腫瘤中識別和分離CSCs。在過去的幾十年里，廣泛的研究已經(jīng)在多種實體腫瘤中發(fā)現(xiàn)了CSCs，包括結(jié)腸、腦、肺、肝臟和其他癌癥。CSCs的定義通常是通過其獨特而特異的表面抗原表達，以及通過懸浮培養(yǎng)的單個細胞產(chǎn)生球形集落的能力。此外，CSCs通過解除凋亡和生存信號對標準化療和放療表現(xiàn)出更高的耐藥性。這些CSCs的耐藥特性表明，大多數(shù)標準治療方法可以消除腫瘤細胞，但可能最終無法獲得可靠的臨床反應(yīng)，因為常規(guī)治療在消除CSCs方面是無效的；因此，幸存的CSCs能夠重新啟動患者的腫瘤發(fā)展。
3.2. CSCs as a Novel Therapeutic Target
盡管有一些有希望的治療結(jié)果，傳統(tǒng)的治療方法對腫瘤有許多局限性，經(jīng)常導致局部復(fù)發(fā)和隨后的轉(zhuǎn)移和低生存率。這些癌癥復(fù)發(fā)和長期臨床反應(yīng)不佳的主要原因是對常規(guī)治療存在抗性。在過去的半個世紀里，CSC介導的多重耐藥性已經(jīng)在各種腫瘤類型中被觀察到，包括白血病[41]、結(jié)直腸[42]、腦[43]、胰腺[44]、黑色素瘤[45]、乳腺[46]和癌癥。此外，CSC介導的放射抗性也在乳腺[47]和腦[48]癌中觀察到。在過去的幾年里，許多人致力于研究肝CSCs的潛在來源。如Tang等發(fā)現(xiàn)肝祖細胞可以通過轉(zhuǎn)化生長因子β (TGF-β)和白細胞介素-6 (IL-6)相關(guān)信號通路轉(zhuǎn)化為腫瘤起始細胞。Wu等人也一致發(fā)現(xiàn)，在大鼠和人類模型中，一小部分肝祖細胞在肝癌發(fā)生過程中表達腫瘤起始細胞標記物，并通過miR216a和akt依賴途徑轉(zhuǎn)化。另一項研究還研究了肝卵圓細胞(HOCs)的病理特征及其在HCC進展中的潛在作用。Dumble等研究表明HOCs通過p53信號通路參與了HCC的癌變。同樣，c-myc的表達可能促進HOCs的肝癌發(fā)生。此外，乙型或丙型肝炎病毒(HBV或HCV)的感染顯著增加惡性轉(zhuǎn)化為肝細胞癌大約是hcv陰性患者的15到20倍。HBV感染促進多種CSCs相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(c-Myc、Klf4、Nanog、Oct4、Sox2)和CSCs相關(guān)基因(CD90、CD117、CD133)的表達，從而刺激肝細胞來源細胞的自我更新。同樣，Wang等人也發(fā)現(xiàn)，乙型肝炎病毒X蛋白的過表達通過激活MDM2/CXCR4/OV6信號級聯(lián)增強OV陽性肝CSCs的干細胞樣特性和致瘤潛能。在這種情況下，迫切需要發(fā)展新的治療策略，選擇性地消除CSCs，使正常和健康的細胞基本上不受作用。通過選擇性靶向表面抗原的細微差異來調(diào)控其功能以及改變CSCs的信號通路，可能會實現(xiàn)一種改進。自從CSC在多種實體腫瘤和白血病中被鑒定以來，各種選擇性靶向CSC特異性表面標記物和信號通路的消除策略已經(jīng)被應(yīng)用。雖然大多數(shù)仍處于臨床前階段，但目前，其中一些策略可以成功消除CSCs從而防止局部復(fù)發(fā)和隨后的轉(zhuǎn)移。圖1總結(jié)了肝臟的潛在來源CSCs。
3.4. The Effect of Chemotherapy/Radiotherapy on Hepatic CSCs
已知CSCs在遺傳和/或表觀遺傳方面表現(xiàn)出多樣的變化，這些變化與經(jīng)典治療策略(如化療和放療)的耐藥性有關(guān)。這些變化包括ATP-binding cassette結(jié)合盒(ABC)膜轉(zhuǎn)運體的失調(diào)，細胞周期阻滯(靜止狀態(tài))，增強的DNA修復(fù)，以及抗腫瘤藥物誘導的細胞凋亡的高耐藥性。輻射和許多類型的化療藥物通過誘導癌細胞的DNA損傷來發(fā)揮其抗癌作用；因此，CSCs對經(jīng)典治療方法的耐藥性可能是由于DNA修復(fù)相關(guān)基因(如BRCA1和RAD51)的表達增加，這一假設(shè)似乎是合理的。DNA損傷檢查點蛋白激酶(DNA damage checkpoint protein kinases, CHKs)是CSC對DNA損傷化療藥物耐受的最有效的調(diào)節(jié)因子之一，它可以被基因毒性應(yīng)激激活，延緩細胞周期進程，促進DNA修復(fù)。Lee等人發(fā)現(xiàn)消耗用于調(diào)節(jié)細胞周期、分化和凋亡的14-3-3，可增加CD133+ Huh7肝癌干細胞對放射治療的敏感性。 Ma等人報道，CD133+肝CSCs通過激活已知的促生存Akt/PKB和抗凋亡bcl - 2信號通路，比CD133-亞群表現(xiàn)出更強的化療耐藥性。在干細胞中，針對內(nèi)源性和外源性DNA損傷的DNA修復(fù)系統(tǒng)的另一個重要調(diào)節(jié)因子是atp結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體(ABC轉(zhuǎn)運體)，可選擇性排出各種有毒底物，導致多藥耐藥(multidrug Resistance MDR) 。事實也是，F(xiàn)ung等人發(fā)現(xiàn)，在HCC模型中，ABC轉(zhuǎn)運體表達水平的提高顯著促進了化療耐藥性、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)和腫瘤的干性。PI3K/Akt是最有效的促生存信號通路之一，有助于CSCs的維持和生存，并觸發(fā)內(nèi)源性耐藥性。事實上，Kahraman等人證明了PI3K/Akt/mTOR通路介導的雷帕霉素耐藥索拉非尼聯(lián)合治療CD133+/EpCAM+肝性CSCs。腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor, TNF)相關(guān)凋亡誘導配體(apoptosis-inducing ligand, TRAIL)通過誘導腫瘤細胞選擇性凋亡而與正常細胞無明顯聯(lián)系，在腫瘤治療中發(fā)揮著重要作用。Zhu等人發(fā)現(xiàn)TRAIL通過PI3K/Akt/Bad signaling cascades（級聯(lián)放大）介導多種肝CSC模型(PLC、HepG2和Huh7 LC細胞)的耐藥性。另一個有希望誘導CSCs凋亡的靶分子是核因子kappa B (NFB)，它是一種抗凋亡信號轉(zhuǎn)錄因子，可被包括索拉非尼在內(nèi)的多種化療藥物激活。 Zou等研究表明，索拉非尼誘導的NF-B活化有助于增強CD133+肝CSCs對索拉非尼的抵抗力。圖2總結(jié)了肝臟CSCs的多藥耐藥機制。
6. Potential Clinical Application of Liver Cancer Stem Cells
6.1. Aspects of Diagnosis and Prognosis
盡管肝癌診斷和治療策略的巨大進步顯著提高了早期治療成功的機會，但常規(guī)治療后30-60%的患者復(fù)發(fā)。在評估腫瘤進展和治療效果方面，新的有選擇性的肝CSC標志物的診斷方法越來越受到重視。如前所述，CD133表達與HCC患者的總生存率和復(fù)發(fā)率呈負相關(guān)。原發(fā)灶中CD133表達水平較高的HCC患者與CD133表達水平較低的HCC患者相比，手術(shù)切除后5年生存率更短，復(fù)發(fā)率更高。CD133表達水平的上調(diào)也與在缺氧或營養(yǎng)不良條件下通過自噬存活的能力相關(guān)。CD133表達水平較高的HCC患者對常規(guī)化療藥物索拉非尼的反應(yīng)也較差。研究表明，CD90+細胞比CD90-具有更高的致瘤性和轉(zhuǎn)移潛能，提示其作為轉(zhuǎn)移性肝癌的標志物。與此相一致的是，CD90也通過激活TGF-信號通路影響EpCAM+肝CSCs的細胞遷移和侵襲性。Thakolwiboon等人也證實了CD90表達水平與肝細胞癌的腫瘤進展呈正相關(guān)。此外，Lu等人透露HBV感染是HCC的主要原因之一，CD90的表達顯著升高，其高表達與預(yù)后不良呈正相關(guān)[245]。因此，CD90也可能成為肝細胞癌預(yù)后不良的新標志物和潛在的治療靶點。CD44表達與轉(zhuǎn)移表型[246]和CD44變異亞型相關(guān)，CD44v6通過與c-Met相互作用刺激RAS/MAPK信號級聯(lián)參與肝癌細胞生長。此外，它與轉(zhuǎn)移的相關(guān)性似乎與它本身的EMT作用相關(guān)。有趣的是，從人HCC中分離出來的CD44+/CD90+細胞和CD44+/CD133+細胞比CD133陽性細胞或CD90陽性細胞具有更強的侵襲性表型。這些雙陽性細胞表現(xiàn)出增強的致瘤性和化療耐藥性，可能是通過增加stem相關(guān)基因的表達[125] [243]。因此，CD44也可能成為HCC預(yù)后不良的新標志物和潛在的治療靶點。綜上所述，這些研究表明，肝CSCs的這些特征可用于預(yù)測肝癌患者的腫瘤進展和生存，盡管需要進一步的研究來充分闡明它們對預(yù)后和治療的影響。
6.2. Liver CSCs-Targeted Therapy
CD133是最明確和特征良好的肝臟CSC標記之一，因此，許多研究者試圖開發(fā)靶向CD133+細胞的治療策略。Smith等人證明，CD133抗體偶聯(lián)到一種細胞毒性藥物(單甲基auristatin F)上，可顯著增強肝細胞癌和胃癌的抗腫瘤作用，并減少強細胞毒性藥物的不良全身作用。Zhang等發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子Ikaros通過直接與CD133結(jié)合而抑制CD133+肝CSCs的自我更新能力P1啟動子及隨后抑制CD133表達。類似的，一種抗人類的老鼠CD133抗體(AC133)偶聯(lián)一種強效化療藥物，單甲基auristatin F(MMAF)，顯著降低CD133+肝CSCs的自我更新能力，隨后延遲SCID小鼠模型的腫瘤形成。阻斷Akt信號通路可抑制cd133陽性HCC細胞的生長，并使化療藥物5-FU敏感。Zhang等人證明全反式維甲酸(all-trans retinoic acid, ATRA)可以通過減少EpCAM+HCC CSCs的相關(guān)標記物和增加肝細胞特異性基因來誘導其分化，從而降低其致瘤潛能。 與此結(jié)果相一致的是，ATRA聯(lián)合順鉑治療的療效明顯優(yōu)于單獨用藥。Yamashita等人發(fā)現(xiàn)腫瘤抑素M (OSM)通過誘導EpCAM+肝CSCs的分化而導致其致瘤能力的降低。此外，5-氟尿嘧啶聯(lián)合治療OSM通過靶向CSCs和非csc細胞協(xié)同抑制HCC。CD90/CD44雙陽性細胞比CD90/CD44雙陰性細胞表現(xiàn)出更多的致瘤表型。的確，使用抗CD44抗體阻斷CD44可以在體內(nèi)阻止CD44陽性肝CSCs的腫瘤形成和轉(zhuǎn)移。目前，多種epcam阻斷抗體正在臨床開發(fā)中，如重組人IgG1單克隆抗體Adecatumumab和三功能IgG2抗體Catumaxomab。在肝細胞中，以RNA干擾為基礎(chǔ)的阻塞EpCAM在體內(nèi)外均能顯著抑制肝癌干細胞的自我更新和分化能力。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)表明，以CSCs為靶點的治療策略可以成為一種克服傳統(tǒng)肝癌治療局限性的替代方法。
