肌上皮细胞与乳腺导管原位癌浸润机制研究进展

阳光56

来源：中华病理学杂志
作者：许聪，杨阳，牛昀（天津医科大学肿瘤医院乳腺病理研究室　国家肿瘤临床医学研究中心　乳腺癌防治教育部重点实验室　天津市肿瘤防治重点实验室　天津市恶性肿瘤临床医学研究中心）

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乳腺导管原位癌是一种异质性肿瘤，按其形态学特点、免疫组织化学染色、分子标志物以及临床表现来看，虽然肿瘤的生物学行为各不相同，但共同特征是病变主要局限在乳腺导管－小叶系统内[1]。乳腺导管－小叶系统被覆双层细胞结构：内层的腺腔上皮细胞和外层（基底面）的肌上皮细胞，一旦腺腔来源的癌细胞突破外层（基底面）的肌上皮细胞，就会发展为浸润性癌。故有不少学者把导管原位癌看作是浸润性癌的癌前病变[2]。新近一些研究显示，在导管原位癌的浸润发生机制中，导管原位癌中的肌上皮细胞相对正常乳腺组织中的肌上皮细胞而言，还表现出更重要的基因水平的差别[3]。以上发现促使我们深入探讨肌上皮细胞在导管原位癌浸润发生中所扮演的角色。我们将近几年国际上对肌上皮细胞与乳腺导管原位癌浸润发生关系的一些研究结果综述如下。

一、肌上皮细胞与微环境
癌细胞的生长离不开微环境，导管原位癌亦是如此，而肌上皮细胞作为微环境的组成成分之一，在导管原位癌的发生发展中起着重要的作用[4]。相比于其他肿瘤，导管原位癌较特殊的一点就是肌上皮细胞层的存在，它能把肿瘤性细胞与周围的正常细胞分隔开来，这表现出肌上皮细胞与生俱来的一种抑制原位癌进展的机械屏障作用。换句话说，肌上皮细胞此时就起到了很好的“栅栏”作用。另外，肌上皮细胞通过半桥粒与基膜紧紧相连，在导管原位癌与其生存的微环境之间构建信息桥梁。更重要的是，肌上皮细胞能调节基质中细胞的金属蛋白酶表达，同时它还能调控蛋白水解酶来阻止肿瘤的侵袭[4]。

　　目前，关于肌上皮细胞对微环境的影响有两种学说，一种为蛋白水解酶学说[5,6,7]，该学说认为肌上皮细胞在导管原位癌中是一层天然的机械屏障，局限于导管内的癌细胞发展为浸润性癌，必须要突破和跨越肌上皮细胞、基底膜的阻碍到导管外基质中。导管内的癌细胞本身可以释放大量的金属蛋白酶、丝氨酸蛋白酶、组织蛋白酶等破环肌上皮细胞所构建的屏障结构，造成具有保护作用的组织成分减少。一旦失去了屏障的保护作用，原本局限于导管内的癌细胞就会发生浸润。同时，导管原位癌细胞也可能通过诱导肌上皮细胞来分泌蛋白水解酶及其相关因子，破坏基底膜和导管外微环境中基质的完整性，由此也促进了浸润的发生。第二种为肌上皮细胞灶性崩解学说（focal myoepithelial cell layer disruption），这种学说认为乳腺癌的侵袭是一个多步骤的过程，包括肌上皮细胞的改变、组织的损伤、基因的变异以及产生各种改变微环境的效应分子[8,9]。此时肌上皮细胞就成为了细胞内外的信号使者，同时肌上皮本身也会受一系列影响并发生相关的病理改变。例如在导管原位癌的微环境中，一旦受到炎性病变刺激和组织损伤，肌上皮细胞分泌的乳腺丝抑蛋白、金属蛋白酶组织抑制因子以及其他酶抑制因子将减少，进而发生细胞崩解、死亡。另一方面，这些损伤刺激了周围组织，在某种程度上提高了间质细胞摄取氧气的能力，丰富了间质中的营养物质和细胞因子，刺激了局部区域炎性细胞的聚积。以上改变就为导管内癌细胞的移动、趋化、侵袭创造了有利条件。同时，聚积的淋巴细胞以及巨噬细胞分泌降解酶也造成肌上皮细胞的崩解，损害的肌上皮细胞又分泌金属蛋白酶和其他酶物质，继续破坏周围的肌上皮细胞，导管内癌细胞就会自然地破膜而出形成浸润性癌。可见，导管原位癌中的微环境影响着肌上皮细胞的行为，而肌上皮细胞行为的变化又使其微环境发生质的改变，这种相互作用恰恰成为导管原位癌浸润发生的先决条件。可见研究肌上皮细胞的演变将给以后导管原位癌发生浸润的防御、治疗以及预后研究提供新思路。
二、肌上皮相关的浸润机制

近来学者们关于肌上皮细胞在导管原位癌浸润发生中的作用机制，提出了一些新的观点。

　　1.Wnt4信号通路和孕激素经肌上皮细胞调控乳腺干细胞：

　　Wnt基因最初发现于小鼠乳腺癌，而Wnt4作为Wnt信号通路中的一个下游基因，由它调控的信号通路就称为Wnt4信号通路。Williams等[10]发现Wnt4是促进乳腺后天发育生长的因子，同时它也是Wnt经典和非经典途径中的重要激活靶点[11]。Rajaram等[12]的研究证实肌上皮细胞是一种很重要的媒介，扮演着信息桥梁的角色，而Wnt4正是通过肌上皮细胞与腺腔上皮细胞进行的信息交流调控着哺乳动物腺体的细胞。肌上皮细胞的Wnt4信号通路主要按照以下两种方式间接促进肿瘤细胞的增殖：一是通过诱导促癌基因的表达，二是调节细胞外基质的环境，从而为腺腔祖细胞的孕育创造有利条件。Rajaram等[12]还发现Wnt4在孕激素受体阳性的腺腔细胞中高表达，这一特点能恰恰起到一个正反馈的作用，使邻近的腺腔细胞分泌更多的Wnt4。而在肌上皮细胞中，Wnt4主要是通过激活能降低基因表达的Wnt经典途径来诱导细胞内间质分泌大量物质，进而影响乳腺的干细胞、部分腺腔细胞以及肌上皮细胞，在Wnt4的影响下肌上皮细胞更容易发生基因突变从而促进肿瘤的侵袭，而获得突变基因的腺腔祖细胞在它们的干扰下大量增殖，分化为异常的细胞，这一点揭示了肌上皮细胞在导管原位癌浸润发生中的重要作用。

　　2.乳腺癌扩增因子1（AIB1）基因调控肌上皮祖细胞的机制：

　　AIB1是乳腺癌细胞核的共激活物，属于类固醇类，定位于第20号染色体的长臂。研究证实AIB1广泛存在于乳腺癌中，它在正常的乳腺组织中低表达，而在导管原位癌中可看到其在腺腔细胞中着色[13]。而肿瘤中高水平的AIB1 mRNA和蛋白表达通常预示着该患者的预后差和生存率低。Ory等[13]研究了AIB1基因在导管原位癌向浸润性癌发展中所起的作用。他们的研究证实MCF10导管原位癌细胞系中AIB1的减少导致体内与乳腺上皮始祖细胞分化有关的分子信号通路（NOTCH 2/3/4、JAG2、HES1、GATA3、HER2/3）的失活。随着AIB1的减少，CD24－和CD44＋细胞以及导管原位癌中的肌上皮始祖细胞的数量也显著减少。AIB1调控着NOTCH信号通路，而NOTCH信号通路与细胞间质之间的分子信息交流至关重要，它维持着导管原位癌结构的完整性，并有效阻止了腺腔细胞向浸润性癌的方向发展。此外体内AIB1的减少也明显抑制了导管原位癌HER2和HER3基因水平的表达。HER2信号调控着乳腺干细胞的自我更新，也许这从一个侧面很好地解释了HER2表达的缺失是由于AIB1减少导致了HER2失活。而新近发现的HER3有维持腺腔上皮细胞完整性的作用[14]，HER3信号通路的失活影响了乳腺基底上皮细胞的转变，而这一转变将会导致乳腺腺腔细胞的缺失。虽然还没有提供强有力的证据表明AIB1基因缺失是导致肌上皮祖细胞减少的真正原因，但是Ory等[13]的研究结果证实了在早期乳腺癌中，选择性下调AIB1基因的表达可以阻止乳腺原位癌向浸润性癌发展，或者使导管原位癌细胞维持在导管的“原位” 。该研究思路提供了一种可能的治疗新途径，减少导管原位癌发展为浸润性癌的几率。
三、肌上皮相关的新标志物

目前还没有公认的标志物反映导管原位癌向浸润性癌的演变。然而有新的研究表明一些蛋白基因如ανβ6、KDM2A、C6orf106在这方面具有比较重要的参考价值。

　　1.ανβ6：

　　整合素属于黏附分子家族，介导细胞与细胞外基质，以及细胞与细胞之间的相互作用，通过细胞外基质信号转导促进细胞的黏附、增殖、转移[15]。Moore等[16]研究表明乳腺肌上皮中含有丰富的整合素，早期的免疫组织化学染色揭示了啮齿动物以及人乳腺肌上皮细胞中表达多种整合素的聚合体，这其中包含胶原受体α1β1、α2β1以及纤连蛋白α5β1、α5β3及高级别的层黏连蛋白受体α3β1、α6β1和α6β4[17]。整合素ανβ6是一种特殊的整合素亚型，只表达处于修复、组织损伤的上皮细胞以及上皮恶性肿瘤中，与多种恶性肿瘤的生物学行为密切相关，而在正常组织及良性肿瘤组织中无表达。在上述理论基础之上，Allen等[18]通过上调导管原位癌肌上皮细胞中ανβ6的表达来进一步研究其功能特点，通过对532例乳腺正常组织、乳腺良性增生、导管原位癌和导管原位癌伴浸润的样本进行研究，观察ανβ6在这些不同分组样本中肌上皮细胞表达的情况，结果表明在正常的导管肌上皮或者增生组织的肌上皮细胞中ανβ6不表达，然而在高级别导管原位癌和非高级别的单纯型导管原位癌中肌上皮细胞ανβ6阳性表达率分别为69%和52%。在导管原位癌伴有微浸润的病例中，肌上皮细胞中ανβ6的阳性表达率为96%。可见ανβ6的着色强度与导管原位癌是否伴有浸润、浸润程度以及复发风险呈正相关。上述研究结果提示，ανβ6在肌上皮中的表达情况具有预测导管原位癌浸润发生的参考价值。

　　2.赖氨酸去甲基化酶（KDM2A）：

　　作为一类对组蛋白产生特异位点去甲基化的修饰酶，研究表明去甲基酶控制着细胞外基质的完整性以及调控着调节细胞生理功能的蛋白[19,20]。并且它们与Rb基因紧密相连并调控着E2F通路。Rb基因是一种非常关键的肿瘤抑制基因，而E2F是控制细胞分裂所有基因表达的转录因子，可见Rb－E2F信号通路在肿瘤进展中起了重要作用。E2F1作为其中的一种转录因子，在细胞生长周期中，KDM2A表达与Rb和E2F1息息相关，并且它能抑制E2F1的转录活性。鉴于这一点，Rizwani等[21]研究了KDM2A在乳腺癌的表达特点。通过实验发现，KDM2A在正常乳腺组织的肌上皮细胞中明显表达，在导管原位癌以及浸润性癌中的导管内细胞也有不同程度的染色，随着肿瘤的进展与转移，肌上皮细胞逐渐缺失导致KDM2A的表达也会逐渐消失。Rizwani等[21]证明表达KDM2A的肌上皮细胞除了保持上皮结构的完整性以外，还具有抑制肿瘤生长以及侵袭的功能：（1） KDM2A通过抑制血管内皮生长因子受体（VEGF）、重组人血管内皮生长因子受体－1的表达发挥抗肿瘤血管生成的作用；（2）KDM2A与Rb基因结合抑制E2F1在体内或体外的转录活性；（3）KDM2A通过抑制金属蛋白酶和VEGF的表达来抑制E2F1的转录活性。另一方面，在肌上皮细胞中KDM2A的高表达提示它有可能作为乳腺肿瘤进展过程中新的标志物，为导管原位癌向浸润性癌发展的进程提供参考。

　　3.C6orf106：

　　是位于第6号染色体上的第106个开放阅读框中的染色体调控蛋白，它定位于6p21.31。Wang等[22]采用高通量的双杂交实验表明C6orf106与核糖体蛋白SA相结合，而核糖体蛋白SA与乳腺癌、结肠癌、卵巢肿瘤和其他肿瘤的增殖、侵袭与转移均密切相关，推测C6orf106也与肿瘤的这些生物学特性有关。于是Jiang等[23]收集了59例导管原位癌、78份正常的乳腺组织和186例浸润性乳腺癌（包括97例三阴性乳腺癌和89例非三阴性乳腺癌），免疫组织化学染色后发现C6orf106在正常的乳腺导管腺上皮细胞中不表达，但在肌上皮细胞的细胞质与细胞核中表达。在大多数导管原位癌中，C6orf106呈弱到中等强度表达，然而在浸润性导管癌中表达为强阳性。另外，在同一视野下可见浸润性癌中的C6orf106表达明显强于正常乳腺细胞。类比之下可见C6orf106的表达强度随着肿瘤的恶性程度提高而提高，而在浸润性癌中C6orf106促进了肿瘤侵袭的发生，这一特点恰好从侧面演示了乳腺肿瘤浸润发生的进展过程，预示它可以作为一个新的分子标志物来评估不同乳腺癌患者的治疗情况。
四、小结与展望

既往，肌上皮细胞在导管原位癌发生浸润过程中的作用未引起足够重视，但现在学者们逐渐认识到肌上皮细胞在导管原位癌发生浸润过程中扮演着重要的角色，它可以通过影响腺腔上皮细胞，并通过它自身介导的一些与肿瘤进展相关的信号通路来改变生存微环境，影响肿瘤血管的生成，分泌一些物质阻止肿瘤细胞的浸润，分泌各种酶来干扰细胞基质等。但是这种作用是相互的，肿瘤细胞也会做出适当的“应激”反应来应对这种改变，此时导管原位癌中的肌上皮表现出异常的生物学行为，而这些因素将使它们丧失天然的肿瘤防御屏障的功能，导致导管原位癌向浸润性癌的方向演变。

　　目前，形态学上区别导管原位癌与浸润性癌仍然主要依靠肌上皮细胞是否缺失来进行诊断，上述肌上皮细胞分化的研究恰好能解释这一形态学改变。导管原位癌向浸润性癌进展机制的相关学说还不尽完善，还有太多的未知有待进一步探讨。尽管如此，对肌上皮细胞的深入研究必将有益于导管原位癌和浸润性癌的诊断治疗，例如筛选具有高浸润潜能的病例进行早期干预、对低浸润潜能的病例减轻过度治疗。同时有望研发出针对肌上皮细胞的靶向治疗新方法、新靶点，例如开发出干扰肌上皮细胞损伤和改善导管原位癌细胞生存微环境的药物等。

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