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因为翻译的很快，所以也不是很精准。
原文：Targeting Liver Cancer Stem Cells: An Alternative Therapeutic Approach for Liver Cancer
已知肿瘤干细胞传统的治疗方法有很强的抗性，例如化学药物和放射疗法。所以，选择性的靶向肿瘤干细胞的特定分子标记或者信号通路对于治疗对药物有抗性的肝肿瘤是一个行之有效的方法。然而，现阶段还没有充分的证据来来得到关于肿瘤干细胞的信号通路或者生物标记的结论。在本研究中，我们将概述现阶段关于肝癌干细胞特异的分子标记和重要的信号通路。
摘要：
Bruce等人第一次报道了在急性髓系白血病中少量的与干细胞相似的肿瘤干细胞的存在。在白血病中肿瘤干细胞的发现促使了后来在多种实体瘤中去鉴定肿瘤干细胞。近年来，大量的研究尝试从多种实体瘤当中鉴定肿瘤干细胞，包括脑瘤、结肠癌、头颈癌、肝癌和肺癌。根据上述研究，我们推断大部分恶性肿瘤的发生和发展极大可能依赖于肿瘤干细胞群体。最新的研究表明，干细胞相关的标记物或者信号通路，例如ALDH、CD133、EPCAM、Wnt-catenin signaling，和Notch signaling有助于多种类型的肝癌的发生和发展。更加重要的是，肿瘤干细胞对传统的治疗方法和现在的靶向治疗方法均存在抗性。所以，我们认为选择性的靶向肝癌干细胞特定的标记物或者信号通路对于治疗抗化疗型肝肿瘤是一种有效的治疗策略。本文中我们提供了现阶段关于肝癌干细胞所有假说的相关知识，并且讨论了肝癌干细胞在发展和维持过程中关键的分子标记和信号通路。
1. introduction
肝癌是2018年全球第六大最常被诊断的实体肿瘤，也是癌症相关死亡的第三大原因。从肝脏开始的癌症称为原发性肝癌。肝细胞癌(HCC)是主要的组织学亚型，约占所有原发性肝癌患者的80%。肝内胆管癌(ICC)是第二常见的原发性肝癌，约占患者的20%。无论是在基因水平还是在表型水平上，HCC和ICC都是具有很强异质性的肿瘤。一种新定义的混合或联合肝细胞癌-胆管癌(HCC-CC)，其特征是肝细胞和胆道上皮两种分化特征，提示存在能够分化为肝细胞和胆管细胞的双向潜能的肝干/祖细胞。事实上，最近的研究表明，就其细胞和分子特征而言，HCC、ICC和HCC- cc具有高度异质性，并包含一小部分优先表达各种干细胞标记的自我更新细胞。
此外，一些研究表明，从HCC细胞系中纯化的CD133+细胞在动物模型中具有更高的增殖潜能和致瘤能力，并表现出干细胞样特征，包括自我更新和分化成多个细胞系的能力。此外，一组ICCs表达了干细胞/祖细胞相关标记物，提示CSCs可能是ICC的细胞来源。因此，识别和选择性靶向CSCs是一种可行的治疗策略，无论引起肝癌的根本原因是什么。然而，目前还没有足够的信息对肝癌发生的细胞来源做出结论性的声明，而与肝脏csc特异性信号通路和标记相关的其他特征仍有待阐明。
2. the origin of cancer stem cell
由于正常干细胞和CSCs之间的相似性，例如自我更新和向多谱系分化的能力，许多最近的研究试图去确定CSCs是由失调的正常干细胞产生，还是通过已分化的细胞发生多重突变产生。答案可能很大程度上取决于癌症的具体类型和恶性表型。CSCs的起源在过去的几年中仍然存在争议。成体干细胞能够无限分裂，并分化为组织或器官的某些或所有细胞类型。事实上，已经假设CSCs可能来源于具有干细胞样特征的细胞，或通过正常干细胞多种突变积累致使干细胞发生癌变。白血病干细胞与正常造血干细胞有一些共同的特性(HSCs)，支持干细胞来源假说。干细胞通常具有进行无限自我更新细胞分裂的能力。因此，我们有理由假设，干细胞的寿命延长使其成为肿瘤进展所必需的多种突变的主要目标。然而，这一假设可能要求较高的突变率，因为存在于成人组织中的成体干细胞非常稀少。除了干细胞起源假说，最近的研究表明，癌细胞也可以从完全分化(或“成熟”)的细胞中获得，通过去分化使其具有更多的干细胞样特征。在这一假设中，肿瘤发生是由分化细胞中的致癌突变和随后通过去分化过程获得干细胞样特征功能引发的。在成体组织中，分化细胞越多？（细胞分化程度越高），导致致癌转化的突变几率就越大。令人惊讶的是，整个肿瘤发生序列仅仅通过几个步骤就可以介导其产生；Takahashi等人最近发现，最终分化成纤维细胞可以通过基因“重新编程”变成诱导多能干细胞，仅通过引入4个转录因子(Myc, Oct4, Sox2，和Klf4)。然而，目前还没有足够的信息对CSCs的起源做出结论性的陈述，需要进一步的调查。
3. Cancer Stem Cells: Implications for Hepatocarcinogenesis
3.1. Identification of CSCs in Various Types of Tumors
大部分肿瘤中的大多数细胞具有有限的致瘤生长和自我更新潜力；事实上，只有一小部分肿瘤细胞具有明显的自我更新能力、分化能力和产生新肿瘤的能力。这些高致瘤性亚群被称为CSCs，具有较高的致瘤潜力。CSC概念的提出是为了解释特定肿瘤中癌细胞表型和功能存在的高度的异质性。在20世纪60年代，Bruce等人证明了只有一小部分(1-4%)的白血病细胞可以在体外形成克隆，并在受体动物中产生新的肿瘤。白血病CSCs的鉴定促使进一步研究在各种实体肿瘤中识别和分离CSCs。在过去的几十年里，广泛的研究已经在多种实体肿瘤中发现了CSCs，包括结肠、脑、肺、肝脏和其他癌症。CSCs的定义通常是通过其独特而特异的表面抗原表达，以及通过悬浮培养的单个细胞产生球形集落的能力。此外，CSCs通过解除凋亡和生存信号对标准化疗和放疗表现出更高的耐药性。这些CSCs的耐药特性表明，大多数标准治疗方法可以消除肿瘤细胞，但可能最终无法获得可靠的临床反应，因为常规治疗在消除CSCs方面是无效的；因此，幸存的CSCs能够重新启动患者的肿瘤发展。
3.2. CSCs as a Novel Therapeutic Target
尽管有一些有希望的治疗结果，传统的治疗方法对肿瘤有许多局限性，经常导致局部复发和随后的转移和低生存率。这些癌症复发和长期临床反应不佳的主要原因是对常规治疗存在抗性。在过去的半个世纪里，CSC介导的多重耐药性已经在各种肿瘤类型中被观察到，包括白血病[41]、结直肠[42]、脑[43]、胰腺[44]、黑色素瘤[45]、乳腺[46]和癌症。此外，CSC介导的放射抗性也在乳腺[47]和脑[48]癌中观察到。在过去的几年里，许多人致力于研究肝CSCs的潜在来源。如Tang等发现肝祖细胞可以通过转化生长因子β (TGF-β)和白细胞介素-6 (IL-6)相关信号通路转化为肿瘤起始细胞。Wu等人也一致发现，在大鼠和人类模型中，一小部分肝祖细胞在肝癌发生过程中表达肿瘤起始细胞标记物，并通过miR216a和akt依赖途径转化。另一项研究还研究了肝卵圆细胞(HOCs)的病理特征及其在HCC进展中的潜在作用。Dumble等研究表明HOCs通过p53信号通路参与了HCC的癌变。同样，c-myc的表达可能促进HOCs的肝癌发生。此外，乙型或丙型肝炎病毒(HBV或HCV)的感染显著增加恶性转化为肝细胞癌大约是hcv阴性患者的15到20倍。HBV感染促进多种CSCs相关转录因子(c-Myc、Klf4、Nanog、Oct4、Sox2)和CSCs相关基因(CD90、CD117、CD133)的表达，从而刺激肝细胞来源细胞的自我更新。同样，Wang等人也发现，乙型肝炎病毒X蛋白的过表达通过激活MDM2/CXCR4/OV6信号级联增强OV阳性肝CSCs的干细胞样特性和致瘤潜能。在这种情况下，迫切需要发展新的治疗策略，选择性地消除CSCs，使正常和健康的细胞基本上不受作用。通过选择性靶向表面抗原的细微差异来调控其功能以及改变CSCs的信号通路，可能会实现一种改进。自从CSC在多种实体肿瘤和白血病中被鉴定以来，各种选择性靶向CSC特异性表面标记物和信号通路的消除策略已经被应用。虽然大多数仍处于临床前阶段，但目前，其中一些策略可以成功消除CSCs从而防止局部复发和随后的转移。图1总结了肝脏的潜在来源CSCs。
3.4. The Effect of Chemotherapy/Radiotherapy on Hepatic CSCs
已知CSCs在遗传和/或表观遗传方面表现出多样的变化，这些变化与经典治疗策略(如化疗和放疗)的耐药性有关。这些变化包括ATP-binding cassette结合盒(ABC)膜转运体的失调，细胞周期阻滞(静止状态)，增强的DNA修复，以及抗肿瘤药物诱导的细胞凋亡的高耐药性。辐射和许多类型的化疗药物通过诱导癌细胞的DNA损伤来发挥其抗癌作用；因此，CSCs对经典治疗方法的耐药性可能是由于DNA修复相关基因(如BRCA1和RAD51)的表达增加，这一假设似乎是合理的。DNA损伤检查点蛋白激酶(DNA damage checkpoint protein kinases, CHKs)是CSC对DNA损伤化疗药物耐受的最有效的调节因子之一，它可以被基因毒性应激激活，延缓细胞周期进程，促进DNA修复。Lee等人发现消耗用于调节细胞周期、分化和凋亡的14-3-3，可增加CD133+ Huh7肝癌干细胞对放射治疗的敏感性。 Ma等人报道，CD133+肝CSCs通过激活已知的促生存Akt/PKB和抗凋亡bcl - 2信号通路，比CD133-亚群表现出更强的化疗耐药性。在干细胞中，针对内源性和外源性DNA损伤的DNA修复系统的另一个重要调节因子是atp结合盒转运体(ABC转运体)，可选择性排出各种有毒底物，导致多药耐药(multidrug Resistance MDR) 。事实也是，Fung等人发现，在HCC模型中，ABC转运体表达水平的提高显著促进了化疗耐药性、上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)和肿瘤的干性。PI3K/Akt是最有效的促生存信号通路之一，有助于CSCs的维持和生存，并触发内源性耐药性。事实上，Kahraman等人证明了PI3K/Akt/mTOR通路介导的雷帕霉素耐药索拉非尼联合治疗CD133+/EpCAM+肝性CSCs。肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor, TNF)相关凋亡诱导配体(apoptosis-inducing ligand, TRAIL)通过诱导肿瘤细胞选择性凋亡而与正常细胞无明显联系，在肿瘤治疗中发挥着重要作用。Zhu等人发现TRAIL通过PI3K/Akt/Bad signaling cascades（级联放大）介导多种肝CSC模型(PLC、HepG2和Huh7 LC细胞)的耐药性。另一个有希望诱导CSCs凋亡的靶分子是核因子kappa B (NFB)，它是一种抗凋亡信号转录因子，可被包括索拉非尼在内的多种化疗药物激活。 Zou等研究表明，索拉非尼诱导的NF-B活化有助于增强CD133+肝CSCs对索拉非尼的抵抗力。图2总结了肝脏CSCs的多药耐药机制。
6. Potential Clinical Application of Liver Cancer Stem Cells
6.1. Aspects of Diagnosis and Prognosis
尽管肝癌诊断和治疗策略的巨大进步显著提高了早期治疗成功的机会，但常规治疗后30-60%的患者复发。在评估肿瘤进展和治疗效果方面，新的有选择性的肝CSC标志物的诊断方法越来越受到重视。如前所述，CD133表达与HCC患者的总生存率和复发率呈负相关。原发灶中CD133表达水平较高的HCC患者与CD133表达水平较低的HCC患者相比，手术切除后5年生存率更短，复发率更高。CD133表达水平的上调也与在缺氧或营养不良条件下通过自噬存活的能力相关。CD133表达水平较高的HCC患者对常规化疗药物索拉非尼的反应也较差。研究表明，CD90+细胞比CD90-具有更高的致瘤性和转移潜能，提示其作为转移性肝癌的标志物。与此相一致的是，CD90也通过激活TGF-信号通路影响EpCAM+肝CSCs的细胞迁移和侵袭性。Thakolwiboon等人也证实了CD90表达水平与肝细胞癌的肿瘤进展呈正相关。此外，Lu等人透露HBV感染是HCC的主要原因之一，CD90的表达显著升高，其高表达与预后不良呈正相关[245]。因此，CD90也可能成为肝细胞癌预后不良的新标志物和潜在的治疗靶点。CD44表达与转移表型[246]和CD44变异亚型相关，CD44v6通过与c-Met相互作用刺激RAS/MAPK信号级联参与肝癌细胞生长。此外，它与转移的相关性似乎与它本身的EMT作用相关。有趣的是，从人HCC中分离出来的CD44+/CD90+细胞和CD44+/CD133+细胞比CD133阳性细胞或CD90阳性细胞具有更强的侵袭性表型。这些双阳性细胞表现出增强的致瘤性和化疗耐药性，可能是通过增加stem相关基因的表达[125] [243]。因此，CD44也可能成为HCC预后不良的新标志物和潜在的治疗靶点。综上所述，这些研究表明，肝CSCs的这些特征可用于预测肝癌患者的肿瘤进展和生存，尽管需要进一步的研究来充分阐明它们对预后和治疗的影响。
6.2. Liver CSCs-Targeted Therapy
CD133是最明确和特征良好的肝脏CSC标记之一，因此，许多研究者试图开发靶向CD133+细胞的治疗策略。Smith等人证明，CD133抗体偶联到一种细胞毒性药物(单甲基auristatin F)上，可显著增强肝细胞癌和胃癌的抗肿瘤作用，并减少强细胞毒性药物的不良全身作用。Zhang等发现转录因子Ikaros通过直接与CD133结合而抑制CD133+肝CSCs的自我更新能力P1启动子及随后抑制CD133表达。类似的，一种抗人类的老鼠CD133抗体(AC133)偶联一种强效化疗药物，单甲基auristatin F(MMAF)，显著降低CD133+肝CSCs的自我更新能力，随后延迟SCID小鼠模型的肿瘤形成。阻断Akt信号通路可抑制cd133阳性HCC细胞的生长，并使化疗药物5-FU敏感。Zhang等人证明全反式维甲酸(all-trans retinoic acid, ATRA)可以通过减少EpCAM+HCC CSCs的相关标记物和增加肝细胞特异性基因来诱导其分化，从而降低其致瘤潜能。 与此结果相一致的是，ATRA联合顺铂治疗的疗效明显优于单独用药。Yamashita等人发现肿瘤抑素M (OSM)通过诱导EpCAM+肝CSCs的分化而导致其致瘤能力的降低。此外，5-氟尿嘧啶联合治疗OSM通过靶向CSCs和非csc细胞协同抑制HCC。CD90/CD44双阳性细胞比CD90/CD44双阴性细胞表现出更多的致瘤表型。的确，使用抗CD44抗体阻断CD44可以在体内阻止CD44阳性肝CSCs的肿瘤形成和转移。目前，多种epcam阻断抗体正在临床开发中，如重组人IgG1单克隆抗体Adecatumumab和三功能IgG2抗体Catumaxomab。在肝细胞中，以RNA干扰为基础的阻塞EpCAM在体内外均能显著抑制肝癌干细胞的自我更新和分化能力。综上所述，这些发现表明，以CSCs为靶点的治疗策略可以成为一种克服传统肝癌治疗局限性的替代方法。
