引用本文： 陳心足, 楊昆, 胡建昆, 莫顯明. 胃癌腫瘤干細胞在腹膜種植中的作用機理假說. 中國普外基礎與臨床雜志, 2014, 21(6): 772-777. doi: 10.7507/1007-9424.20140185 復制
胃癌是全球常見的惡性腫瘤之一，是導致腫瘤性死亡的第2位病因[1]。在我國，胃癌仍位居各惡性腫瘤之前列，總死亡率呈上升趨勢；與世界各國比較，我國胃癌的世界調整死亡率居首位[2-3]。胃癌的腹膜轉移（peritoneal metastasis）是胃癌診治中常見的、且較為特殊的復發或轉移方式，尤其是在進展期胃癌根治術后，最常見的復發方式之一即為腹膜轉移。有30%的胃癌患者在初次診治時即已經發生致命性的腹膜轉移，根治術后復發類型中腹膜轉移率可高達50%，胃癌相關病死患者中有60%即因腹膜轉移所致，而一旦發生腹膜轉移，中位生存時間僅為3.1個月[4-5]。現常規的胃癌腹膜轉移治療方法都有其局限性，如手術僅能達到減瘤目的，全身化療因所謂“血-腹膜屏障”而效果甚微，高溫腹腔灌注化療僅能有限延長生存期，所以均不能達到滿意的療效，因此腹膜轉移是導致胃癌預后不佳的重要影響因素。目前亟待研究更深入地探索和發現胃癌發病和發展的生物學機理。筆者對胃癌腹膜種植轉移過程中可能的理論假說和腫瘤干細胞（cancer stem cell，CSC）可能發揮的作用進行綜述，并提出了系統性的理論假說（圖 1，其腹膜以下圖像來自參考文獻[6]）。
圖1
示胃癌腹膜轉移的級聯過程假說。①腫瘤細胞和腫瘤轉移干細胞（MCSC）脫落至腹腔內低氧環境，成為潛在的種子；②腫瘤細胞發生失巢凋亡，而MCSCs的固有特征之一為凋亡逃避；③MCSCs黏附于間皮細胞，啟動MCSCs的歸巢過程；④MCSCs通過上皮-間質轉化（EMT）機理滲透間皮細胞層，與間皮細胞外基質（ECM）黏附[6]；⑤MCSCs與ECM、成纖維細胞等“對話”，調控MCSCs的微環境，或進入細胞周期靜止休眠狀態；⑥MCSCs激活啟動無限增殖和自我更新功能，腹膜轉移灶形成
Figure1.
Hypotheses of cascade processes in peritoneal metastasis of gastric cancer. ①Cancer cells and metastatic cancer stem cell （MCSC）were detached into hypoxic environment of peritoneal cavity，and became potential seeds of metastasis；②Cancer cells were missed through anoikis，but MCSCs escaped from apoptosis due to its nature；③MCSCs adhered to mesothelial cells，and the homing process was initiated；④When penetrating the mesothelial cell layer through epithelial-mesenchymal transition （EMT）approach，MCSCs adhered to extra-cellular matrix （ECM） [6]；⑤Cross-talk between MCSCs and ECM or fibroblasts was able to regulate the niche of MCSCs，or make MCSCs enter the static stage of cellular cycle；⑥The functions of unlimited growth and self-renewal of MCSCs were activated and initiated，and therefore a metastatic foci developed
1 胃癌腹膜轉移的“種子-土壤”學說
胃癌腹膜轉移的基本學說是“種子-土壤”學說（seed-soil hypothesis），即原發胃癌病灶的腫瘤細胞脫落于腹腔內，成為導致腫瘤轉移或復發的“種子”，因腹腔內為低氧環境，因此需要尋找保存和培育種子的土壤；腹膜組織間皮細胞層與游離脫落腫瘤細胞發生“對話” （cross-talk），形成所謂的“土壤”，接受脫落腫瘤細胞的種植并為其提供增殖生長的微環境[7]。腹膜間皮細胞在細胞表面分泌透明質酸，而游離的腫瘤細胞表面表達黏附分子CD44 （為透明質酸受體），黏附于間皮細胞，從而與胃癌的腹膜侵襲和轉移行為密切相關[8]。腫瘤細胞表面的整合素β1 （integrinβ1）與間皮細胞下層細胞外基質（extra-cellular matrix，ECM）發生黏附，進一步滲透著床[9]。腫瘤細胞為創造適宜的生存微環境，將與腹膜間皮細胞下結締組織中的成纖維細胞“對話”，導致其周圍形成纖維化的土壤。因此，胃癌腹膜轉移是多階段的級聯過程（cascade process），其中脫落癌細胞的種植環節是關鍵步驟。
2 胃癌腹膜轉移的“失巢”與“歸巢”學說
細胞脫離細胞黏附基質、失去細胞間連接后則會發生凋亡，這種脫離原來生存環境的特殊情況下發生的細胞凋亡稱為“失巢凋亡” （anoikis） [10]。但是，惡性腫瘤細胞從瘤體脫落后并不會發生失巢凋亡，而是可以遷移到其他部位再次生長。說明胃癌脫落癌細胞獲得了抗失巢凋亡或耐受失巢凋亡的能力，也就是“種子-土壤”學說中的種子游離在腹腔內低氧環境中依然可以活著播種的依據，這是實現腹膜轉移事件的先決條件。同時也說明，游離的胃癌脫落細胞中可能存在著一類能夠逃避失巢凋亡的細胞亞群——CSC，其可能就是胃癌腹膜轉移真正的種子。CSC系指在實體腫瘤或血液腫瘤中存在的一種腫瘤細胞，其具有正常干細胞的相關特性，尤其是能夠分化成特定腫瘤組織中各種類型的細胞。
“歸巢” （homing）學說則是與失巢凋亡相對應的理論，廣義的“歸巢”學說指細胞趨向性遷移并定植到特定靶向組織的過程。近年來，隨著干細胞研究的興起，這個概念被引申至多種干細胞包括CSC中。CSC轉移的經典“歸巢”學說是通過多個步驟實現的：①CSC的脫離；②CSC與ECM作用；③CSC侵入血循環，并發生免疫逃避；④CSC趨化與遷移；⑤CSC的捕獲與逸出循環；⑥CSC的黏附與歸巢[11-12]。
在胃癌腹膜轉移事件中，脫離原發灶游離在腹腔內的胃癌CSC逃避宿主的防御機理，通過物理遷移和自由接觸黏附于腹膜間皮細胞層、甚至外滲至間皮細胞層下結締組織而“歸巢”，并重新建立新的與ECM接觸對話的生存和增殖的微環境——共同形成潛在的轉移灶[13]。胃癌腹膜轉移是一種簡化的“歸巢”模式，其關鍵環節就可能是腫瘤轉移干細胞（metastatic cancer stem cell，MCSC）在腹膜組織的歸巢，即黏附和微環境的建立。因此，胃癌CSC的“失巢-歸巢”假說，能夠進一步地解釋胃癌腹膜轉移的“種子-土壤”學說，也使胃癌腹膜轉移的研究從形態-細胞學層面向細胞-分子學層面深入了一步。
3 胃癌發生發展的研究前沿：CSC和MCSC
3.1 CSC
探索和研究胃癌發病、惡性增殖、復發及轉移的機理始終為胃癌相關研究的核心之一。最新研究[14]表明，就增殖和分化而言，腫瘤細胞是不均一的，引起腫瘤生長的細胞只占所有腫瘤細胞中的一小部分。由于這部分惡性腫瘤細胞的高度增殖、凋亡逃避、無限更新、分化潛能、多藥耐藥等特性均與干細胞的特性相似；而且近年來有研究[15]證實，腫瘤組織中的確僅有一小部分細胞具有無限增殖潛能，且能在動物體內形成移植瘤的能力，因此提出了CSC的概念，并在各類腫瘤中得到進一步的研究，其與腫瘤發生、復發和轉移的關系均極為密切[13, 16]。
目前，已實現白血病腫瘤干細胞樣細胞的分離和擴增[17]，關于結直腸癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌等實體腫瘤中CSC的分離與鑒定的研究也逐漸增多[18-21]。筆者所在課題組[15] 在之前的工作中已成功捕獲和鑒定胃癌患者活體癌組織與外周血中的胃癌CSC，并發現，從原代胃癌組織及外周血中分離出的胃癌CSC攜帶有CD44及CD54表面標志物，所產生的移植瘤也與原發腫瘤高度類似，并能在體外分化為胃癌細胞，且在體內及體外均具有自我更新能力。
3.2 MCSC
MCSC是近年新提出的概念，逐漸被越來越多的學者所接受。因為除了晚期癌，我們時常還可以觀察到較早期癌同樣可能發生癌轉移。MCSC具有CSC的特性，同時具有轉移能力，被認為是CSC中具有轉移特性的細胞亞群[22]。筆者所在課題組[15]此前研究中所捕獲的外周血胃癌CSC即有可能是胃癌MCSC。但對其的研究還處于剛起步的階段，對其進行鑒定及生物學特性的深入研究將有助于進一步闡明腫瘤的轉移機理。
MCSC在起源、上皮-間質轉化（epithelial-mese-nchymal transition，EMT）、間質-上皮轉化（mesenchymal-epithelial transition，MET）、靶器官微環境（niche）等方面可能與多數或傳統認為的CSC不同，因而MCSC可能是腫瘤轉移的基礎[23-24]。可望通過殺滅CSC、阻斷EMT和MET、抑制MCSC微血管黏附和阻斷MCSC依賴的微環境來構建抗腫瘤轉移的治療策略。因此，在胃癌腹腔脫落細胞中，在脫離原始微環境后仍具有黏附ECM并具有重新建立微環境的“歸巢”能力的“MCSC”有望成為胃癌腹膜轉移的研究焦點。
4 胃癌MCSC“歸巢”的“EMT”機理
EMT學說指具有極性的上皮細胞轉換為具有移行能力的間質細胞，同時獲得侵襲和遷移能力的過程，其在人體多個生理/病理過程中存在[25]。EMT與腫瘤細胞的侵襲和轉移均有著密切關系。近年研究[26]發現，腫瘤細胞發生侵襲轉移時，伴隨有EMT的發生，同時獲得自我更新和種植形成新的腫瘤的能力，類似于CSC的特點，證實了EMT可以誘導上皮細胞來源的腫瘤產生CSC。
EMT過程中的一個重要的分子事件就是鈣黏蛋白的表達異常，其中上皮性鈣黏蛋白（E-cadherin，CD324）和神經性鈣黏蛋白（N-cadherin）是與腫瘤浸潤轉移關系最為密切的兩種類型[27]。E-cadherin在維持正常細胞間連接的穩定性中發揮作用，其表達水平與EMT的發生以及腫瘤的侵襲能力呈負相關，是EMT的關鍵分子。抗E-cadherin抗體可破壞細胞間連接，并可誘發上皮細胞向間質細胞表型的轉化；N-cadherin在EMT發生后表達上調，且具有促進腫瘤細胞運動和轉移的作用。“鈣黏蛋白轉換”（cadherin switch）學說，即上皮細胞發生間質細胞表型轉化時，伴隨E-cadherin的表達缺失和N-cadherin的高表達。該學說被認為是EMT的一個重要機理，可能在腫瘤的侵襲和轉移中發揮重要作用[28]。
其他因素如轉錄因子鋅指蛋白（snail）、Smad相互作用蛋白1 （smad-interacting protein 1，SIP1）等可下調E-cadherin的表達而促進EMT；Slug或Twist蛋白也可誘導EMT的發生；多種生長因子如肝細胞生長因子（HGF）、轉化生長因子β （TGF-β）等可通過細胞內多個不同信號轉導途徑調控EMT的發生，促進腫瘤的轉移；ECM對EMT的發生起著重要的作用，整合素介導的細胞與基質之間的黏附作用改變可引起EMT，且基質金屬蛋白酶（MMPs）通過影響ECM誘導EMT的發生；不同的microRNA如microRNA 210b或microRNA 2200對EMT的發生具有促進或抑制作用[29]。發生EMT的腫瘤細胞可獲得某些類似于干細胞的能力如自我更新能力等，但MCSC發生EMT的分子生物學過程和信號轉導通路還有待更深入的研究。
5 胃癌MCSC“歸巢”的“微環境”調控機理
“微環境”是指支持干細胞生長的生理性微環境，包括間質細胞、ECM、血管及炎癥細胞[30]。在較長時期內此學說被忽視了，直到果蠅研究才使它重新受到學者們的重視[31]。微環境為CSC提供了一個“庇護所”，使得CSC免受分化刺激、凋亡刺激及其他刺激的影響，因為這些刺激會威脅CSC的儲量；微環境也具有抵抗過多的干細胞產生的作用，從而避免癌癥的發生[32]。干細胞需周期性地激活和產生祖細胞/前驅細胞或短暫擴充細胞，這些細胞會定向地分化成成熟細胞。因此，維持干細胞靜止和活動的平衡是功能性微環境的一個特點。
CSC微環境的反常調控可導致其增殖失控，進而導致腫瘤的發生。干細胞微環境可能在腫瘤的發生上起到了較為決定性的作用，同樣微環境在腫瘤轉移中也扮演了非常關鍵的角色[33-34]。MCSC進入組織和器官的優先選擇性，是由來自微環境部位的相關因素所介導的，其中包括了氧梯度和化學誘導。乳腺癌CSC可分泌細胞外基質蛋白-骨橋蛋白（osteopontin，OPN），它可與位于骨髓源細胞表面的配體——整合素α4β1結合，使骨髓源細胞到達未來的腫瘤轉移部位，并可重構局部微環境，使它更適合轉移乳腺癌干細胞的生長，從而在乳腺癌骨轉移中扮演非常關鍵的角色[35]。表達血管內皮生長因子受體1 （vascular endothelial growth factor receptor 1，VEGFR1）的骨髓源性造血祖細胞能在肺癌細胞或惡性黑色素瘤細胞轉移至特定的轉移組織部位之前，先行進入那些特定部位并且形成細胞集落，說明VEGFR1在腫瘤細胞轉移的微環境對話中發揮作用[36]。整合素α4β1是腫瘤特異的生長因子，可在宿主纖維原細胞中上調纖維連接蛋白α （α4β1配體）的表達，為即將到來的MCSC提供一個許可的微環境[36]。成骨細胞特異因子-2 （periostin，POSTN）是一種ECM蛋白，一般存在于細胞之間的結締組織縫隙中。研究[37]證實，POSTN有可能在CSC啟動腫瘤轉移所必需的微環境中發揮至關重要的作用。實驗[38]結果表明，缺失POSTN蛋白的小鼠能夠抵抗轉移瘤的形成。這些化學因素被認為是MCSC微環境建立和對話中的關鍵成分，在腫瘤轉移和MCSC歸巢過程中起重要作用。
6 小結
近年提出了MCSC的概念，其為具有轉移特性的CSC亞群，但目前尚鮮有相關研究。MCSC轉移是其趨向性遷移并定植到特定靶組織的多步驟“歸巢”過程。胃癌腹膜轉移是簡化的“歸巢”模式（圖 1），可認為其關鍵環節是MCSC在腹膜的黏附、遷移和微環境的建立。捕獲人胃癌腹膜轉移灶的MCSC，并鑒定其干細胞性、高成瘤性及高侵襲性，是以MCSC為線索的胃癌腹膜轉移機理研究的重要環節。
胃癌是全球常見的惡性腫瘤之一，是導致腫瘤性死亡的第2位病因[1]。在我國，胃癌仍位居各惡性腫瘤之前列，總死亡率呈上升趨勢；與世界各國比較，我國胃癌的世界調整死亡率居首位[2-3]。胃癌的腹膜轉移（peritoneal metastasis）是胃癌診治中常見的、且較為特殊的復發或轉移方式，尤其是在進展期胃癌根治術后，最常見的復發方式之一即為腹膜轉移。有30%的胃癌患者在初次診治時即已經發生致命性的腹膜轉移，根治術后復發類型中腹膜轉移率可高達50%，胃癌相關病死患者中有60%即因腹膜轉移所致，而一旦發生腹膜轉移，中位生存時間僅為3.1個月[4-5]。現常規的胃癌腹膜轉移治療方法都有其局限性，如手術僅能達到減瘤目的，全身化療因所謂“血-腹膜屏障”而效果甚微，高溫腹腔灌注化療僅能有限延長生存期，所以均不能達到滿意的療效，因此腹膜轉移是導致胃癌預后不佳的重要影響因素。目前亟待研究更深入地探索和發現胃癌發病和發展的生物學機理。筆者對胃癌腹膜種植轉移過程中可能的理論假說和腫瘤干細胞（cancer stem cell，CSC）可能發揮的作用進行綜述，并提出了系統性的理論假說（圖 1，其腹膜以下圖像來自參考文獻[6]）。
圖1
示胃癌腹膜轉移的級聯過程假說。①腫瘤細胞和腫瘤轉移干細胞（MCSC）脫落至腹腔內低氧環境，成為潛在的種子；②腫瘤細胞發生失巢凋亡，而MCSCs的固有特征之一為凋亡逃避；③MCSCs黏附于間皮細胞，啟動MCSCs的歸巢過程；④MCSCs通過上皮-間質轉化（EMT）機理滲透間皮細胞層，與間皮細胞外基質（ECM）黏附[6]；⑤MCSCs與ECM、成纖維細胞等“對話”，調控MCSCs的微環境，或進入細胞周期靜止休眠狀態；⑥MCSCs激活啟動無限增殖和自我更新功能，腹膜轉移灶形成
Figure1.
Hypotheses of cascade processes in peritoneal metastasis of gastric cancer. ①Cancer cells and metastatic cancer stem cell （MCSC）were detached into hypoxic environment of peritoneal cavity，and became potential seeds of metastasis；②Cancer cells were missed through anoikis，but MCSCs escaped from apoptosis due to its nature；③MCSCs adhered to mesothelial cells，and the homing process was initiated；④When penetrating the mesothelial cell layer through epithelial-mesenchymal transition （EMT）approach，MCSCs adhered to extra-cellular matrix （ECM） [6]；⑤Cross-talk between MCSCs and ECM or fibroblasts was able to regulate the niche of MCSCs，or make MCSCs enter the static stage of cellular cycle；⑥The functions of unlimited growth and self-renewal of MCSCs were activated and initiated，and therefore a metastatic foci developed
1 胃癌腹膜轉移的“種子-土壤”學說
胃癌腹膜轉移的基本學說是“種子-土壤”學說（seed-soil hypothesis），即原發胃癌病灶的腫瘤細胞脫落于腹腔內，成為導致腫瘤轉移或復發的“種子”，因腹腔內為低氧環境，因此需要尋找保存和培育種子的土壤；腹膜組織間皮細胞層與游離脫落腫瘤細胞發生“對話” （cross-talk），形成所謂的“土壤”，接受脫落腫瘤細胞的種植并為其提供增殖生長的微環境[7]。腹膜間皮細胞在細胞表面分泌透明質酸，而游離的腫瘤細胞表面表達黏附分子CD44 （為透明質酸受體），黏附于間皮細胞，從而與胃癌的腹膜侵襲和轉移行為密切相關[8]。腫瘤細胞表面的整合素β1 （integrinβ1）與間皮細胞下層細胞外基質（extra-cellular matrix，ECM）發生黏附，進一步滲透著床[9]。腫瘤細胞為創造適宜的生存微環境，將與腹膜間皮細胞下結締組織中的成纖維細胞“對話”，導致其周圍形成纖維化的土壤。因此，胃癌腹膜轉移是多階段的級聯過程（cascade process），其中脫落癌細胞的種植環節是關鍵步驟。
2 胃癌腹膜轉移的“失巢”與“歸巢”學說
細胞脫離細胞黏附基質、失去細胞間連接后則會發生凋亡，這種脫離原來生存環境的特殊情況下發生的細胞凋亡稱為“失巢凋亡” （anoikis） [10]。但是，惡性腫瘤細胞從瘤體脫落后并不會發生失巢凋亡，而是可以遷移到其他部位再次生長。說明胃癌脫落癌細胞獲得了抗失巢凋亡或耐受失巢凋亡的能力，也就是“種子-土壤”學說中的種子游離在腹腔內低氧環境中依然可以活著播種的依據，這是實現腹膜轉移事件的先決條件。同時也說明，游離的胃癌脫落細胞中可能存在著一類能夠逃避失巢凋亡的細胞亞群——CSC，其可能就是胃癌腹膜轉移真正的種子。CSC系指在實體腫瘤或血液腫瘤中存在的一種腫瘤細胞，其具有正常干細胞的相關特性，尤其是能夠分化成特定腫瘤組織中各種類型的細胞。
“歸巢” （homing）學說則是與失巢凋亡相對應的理論，廣義的“歸巢”學說指細胞趨向性遷移并定植到特定靶向組織的過程。近年來，隨著干細胞研究的興起，這個概念被引申至多種干細胞包括CSC中。CSC轉移的經典“歸巢”學說是通過多個步驟實現的：①CSC的脫離；②CSC與ECM作用；③CSC侵入血循環，并發生免疫逃避；④CSC趨化與遷移；⑤CSC的捕獲與逸出循環；⑥CSC的黏附與歸巢[11-12]。
在胃癌腹膜轉移事件中，脫離原發灶游離在腹腔內的胃癌CSC逃避宿主的防御機理，通過物理遷移和自由接觸黏附于腹膜間皮細胞層、甚至外滲至間皮細胞層下結締組織而“歸巢”，并重新建立新的與ECM接觸對話的生存和增殖的微環境——共同形成潛在的轉移灶[13]。胃癌腹膜轉移是一種簡化的“歸巢”模式，其關鍵環節就可能是腫瘤轉移干細胞（metastatic cancer stem cell，MCSC）在腹膜組織的歸巢，即黏附和微環境的建立。因此，胃癌CSC的“失巢-歸巢”假說，能夠進一步地解釋胃癌腹膜轉移的“種子-土壤”學說，也使胃癌腹膜轉移的研究從形態-細胞學層面向細胞-分子學層面深入了一步。
3 胃癌發生發展的研究前沿：CSC和MCSC
3.1 CSC
探索和研究胃癌發病、惡性增殖、復發及轉移的機理始終為胃癌相關研究的核心之一。最新研究[14]表明，就增殖和分化而言，腫瘤細胞是不均一的，引起腫瘤生長的細胞只占所有腫瘤細胞中的一小部分。由于這部分惡性腫瘤細胞的高度增殖、凋亡逃避、無限更新、分化潛能、多藥耐藥等特性均與干細胞的特性相似；而且近年來有研究[15]證實，腫瘤組織中的確僅有一小部分細胞具有無限增殖潛能，且能在動物體內形成移植瘤的能力，因此提出了CSC的概念，并在各類腫瘤中得到進一步的研究，其與腫瘤發生、復發和轉移的關系均極為密切[13, 16]。
目前，已實現白血病腫瘤干細胞樣細胞的分離和擴增[17]，關于結直腸癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌等實體腫瘤中CSC的分離與鑒定的研究也逐漸增多[18-21]。筆者所在課題組[15] 在之前的工作中已成功捕獲和鑒定胃癌患者活體癌組織與外周血中的胃癌CSC，并發現，從原代胃癌組織及外周血中分離出的胃癌CSC攜帶有CD44及CD54表面標志物，所產生的移植瘤也與原發腫瘤高度類似，并能在體外分化為胃癌細胞，且在體內及體外均具有自我更新能力。
3.2 MCSC
MCSC是近年新提出的概念，逐漸被越來越多的學者所接受。因為除了晚期癌，我們時常還可以觀察到較早期癌同樣可能發生癌轉移。MCSC具有CSC的特性，同時具有轉移能力，被認為是CSC中具有轉移特性的細胞亞群[22]。筆者所在課題組[15]此前研究中所捕獲的外周血胃癌CSC即有可能是胃癌MCSC。但對其的研究還處于剛起步的階段，對其進行鑒定及生物學特性的深入研究將有助于進一步闡明腫瘤的轉移機理。
MCSC在起源、上皮-間質轉化（epithelial-mese-nchymal transition，EMT）、間質-上皮轉化（mesenchymal-epithelial transition，MET）、靶器官微環境（niche）等方面可能與多數或傳統認為的CSC不同，因而MCSC可能是腫瘤轉移的基礎[23-24]。可望通過殺滅CSC、阻斷EMT和MET、抑制MCSC微血管黏附和阻斷MCSC依賴的微環境來構建抗腫瘤轉移的治療策略。因此，在胃癌腹腔脫落細胞中，在脫離原始微環境后仍具有黏附ECM并具有重新建立微環境的“歸巢”能力的“MCSC”有望成為胃癌腹膜轉移的研究焦點。
4 胃癌MCSC“歸巢”的“EMT”機理
EMT學說指具有極性的上皮細胞轉換為具有移行能力的間質細胞，同時獲得侵襲和遷移能力的過程，其在人體多個生理/病理過程中存在[25]。EMT與腫瘤細胞的侵襲和轉移均有著密切關系。近年研究[26]發現，腫瘤細胞發生侵襲轉移時，伴隨有EMT的發生，同時獲得自我更新和種植形成新的腫瘤的能力，類似于CSC的特點，證實了EMT可以誘導上皮細胞來源的腫瘤產生CSC。
EMT過程中的一個重要的分子事件就是鈣黏蛋白的表達異常，其中上皮性鈣黏蛋白（E-cadherin，CD324）和神經性鈣黏蛋白（N-cadherin）是與腫瘤浸潤轉移關系最為密切的兩種類型[27]。E-cadherin在維持正常細胞間連接的穩定性中發揮作用，其表達水平與EMT的發生以及腫瘤的侵襲能力呈負相關，是EMT的關鍵分子。抗E-cadherin抗體可破壞細胞間連接，并可誘發上皮細胞向間質細胞表型的轉化；N-cadherin在EMT發生后表達上調，且具有促進腫瘤細胞運動和轉移的作用。“鈣黏蛋白轉換”（cadherin switch）學說，即上皮細胞發生間質細胞表型轉化時，伴隨E-cadherin的表達缺失和N-cadherin的高表達。該學說被認為是EMT的一個重要機理，可能在腫瘤的侵襲和轉移中發揮重要作用[28]。
其他因素如轉錄因子鋅指蛋白（snail）、Smad相互作用蛋白1 （smad-interacting protein 1，SIP1）等可下調E-cadherin的表達而促進EMT；Slug或Twist蛋白也可誘導EMT的發生；多種生長因子如肝細胞生長因子（HGF）、轉化生長因子β （TGF-β）等可通過細胞內多個不同信號轉導途徑調控EMT的發生，促進腫瘤的轉移；ECM對EMT的發生起著重要的作用，整合素介導的細胞與基質之間的黏附作用改變可引起EMT，且基質金屬蛋白酶（MMPs）通過影響ECM誘導EMT的發生；不同的microRNA如microRNA 210b或microRNA 2200對EMT的發生具有促進或抑制作用[29]。發生EMT的腫瘤細胞可獲得某些類似于干細胞的能力如自我更新能力等，但MCSC發生EMT的分子生物學過程和信號轉導通路還有待更深入的研究。
5 胃癌MCSC“歸巢”的“微環境”調控機理
“微環境”是指支持干細胞生長的生理性微環境，包括間質細胞、ECM、血管及炎癥細胞[30]。在較長時期內此學說被忽視了，直到果蠅研究才使它重新受到學者們的重視[31]。微環境為CSC提供了一個“庇護所”，使得CSC免受分化刺激、凋亡刺激及其他刺激的影響，因為這些刺激會威脅CSC的儲量；微環境也具有抵抗過多的干細胞產生的作用，從而避免癌癥的發生[32]。干細胞需周期性地激活和產生祖細胞/前驅細胞或短暫擴充細胞，這些細胞會定向地分化成成熟細胞。因此，維持干細胞靜止和活動的平衡是功能性微環境的一個特點。
CSC微環境的反常調控可導致其增殖失控，進而導致腫瘤的發生。干細胞微環境可能在腫瘤的發生上起到了較為決定性的作用，同樣微環境在腫瘤轉移中也扮演了非常關鍵的角色[33-34]。MCSC進入組織和器官的優先選擇性，是由來自微環境部位的相關因素所介導的，其中包括了氧梯度和化學誘導。乳腺癌CSC可分泌細胞外基質蛋白-骨橋蛋白（osteopontin，OPN），它可與位于骨髓源細胞表面的配體——整合素α4β1結合，使骨髓源細胞到達未來的腫瘤轉移部位，并可重構局部微環境，使它更適合轉移乳腺癌干細胞的生長，從而在乳腺癌骨轉移中扮演非常關鍵的角色[35]。表達血管內皮生長因子受體1 （vascular endothelial growth factor receptor 1，VEGFR1）的骨髓源性造血祖細胞能在肺癌細胞或惡性黑色素瘤細胞轉移至特定的轉移組織部位之前，先行進入那些特定部位并且形成細胞集落，說明VEGFR1在腫瘤細胞轉移的微環境對話中發揮作用[36]。整合素α4β1是腫瘤特異的生長因子，可在宿主纖維原細胞中上調纖維連接蛋白α （α4β1配體）的表達，為即將到來的MCSC提供一個許可的微環境[36]。成骨細胞特異因子-2 （periostin，POSTN）是一種ECM蛋白，一般存在于細胞之間的結締組織縫隙中。研究[37]證實，POSTN有可能在CSC啟動腫瘤轉移所必需的微環境中發揮至關重要的作用。實驗[38]結果表明，缺失POSTN蛋白的小鼠能夠抵抗轉移瘤的形成。這些化學因素被認為是MCSC微環境建立和對話中的關鍵成分，在腫瘤轉移和MCSC歸巢過程中起重要作用。
6 小結
近年提出了MCSC的概念，其為具有轉移特性的CSC亞群，但目前尚鮮有相關研究。MCSC轉移是其趨向性遷移并定植到特定靶組織的多步驟“歸巢”過程。胃癌腹膜轉移是簡化的“歸巢”模式（圖 1），可認為其關鍵環節是MCSC在腹膜的黏附、遷移和微環境的建立。捕獲人胃癌腹膜轉移灶的MCSC，并鑒定其干細胞性、高成瘤性及高侵襲性，是以MCSC為線索的胃癌腹膜轉移機理研究的重要環節。
