综述:乳腺癌中癌症干细胞(CSCs)和癌症干细胞来源外泌体(CSC-EXOs)在增强耐药性中的作用及未来应用

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Critical Reviews in Oncology/Hematology 5.5

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  该综述聚焦乳腺癌(BCa)耐药难题,解析乳腺癌干细胞(BCSCs)通过自我更新、信号通路(如 Notch、Wnt 等)及肿瘤微环境(TME)介导耐药的机制,探讨 BCSC 来源外泌体(EXOs)通过传递 RNA / 蛋白促进耐药与进展的作用,展望靶向干预策略及临床转化挑战。

  

乳腺癌中癌症干细胞及其外泌体在耐药中的作用与研究进展


乳腺癌现状与耐药挑战


乳腺癌是全球主要健康威胁,2022 年全球新增女性乳腺癌病例 230 万,死亡 67 万。约 90% 癌症死亡归因于治疗耐药,其中多药耐药(MDR)导致化疗失效,促使肿瘤复发转移。耐药机制包括先天耐药(如基因突变、CSCs 存在)和获得性耐药(如信号通路激活、肿瘤微环境改变)。三阴性乳腺癌(TNBC)占比 12-17%,因缺乏激素受体和 HER2 表达,对内分泌治疗和靶向治疗不敏感,更依赖癌症干细胞(CSCs)驱动生长与复发,其肿瘤微环境中癌相关成纤维细胞(CAFs)和细胞外基质(ECM)异常导致组织僵硬、血流减少,进一步加剧治疗抵抗。

乳腺癌干细胞(BCSCs)的特性与调控机制


BCSCs 是占肿瘤细胞 0.1%-1% 的稀有群体,可通过标志物 ALDH+、CD44+/CD24-/lin-鉴定,被认为起源于正常乳腺干细胞或分化细胞的致癌突变。其核心特性包括自我更新、多向分化、克隆形成、休眠及抗损伤能力,可通过 mammosphere 形成实验验证。调控 BCSCs 的关键信号通路包括 Notch、Wnt、PI3K/AKT/mTOR、TGF-β、Hippo-YAP/TAZ 等。例如,PI3K/Akt 信号通过抑制 PTEN 蛋白,激活 Wnt/β-catenin、Hh、Notch 通路并持续活化 NF-κB,赋予 BCSCs 抗凋亡和耐药特性。肿瘤微环境(TME)与 BCSCs 存在复杂互作,间充质干细胞(MSCs)、CAFs 及免疫细胞通过分泌细胞因子、趋化因子等维持 BCSCs 存活,形成免疫抑制微环境,促进肿瘤侵袭转移。

外泌体(EXOs)在乳腺癌中的作用


外泌体是直径 30-120 nm 的脂质双层囊泡,可在细胞间传递 DNA、蛋白质、mRNA、微小 RNA(miRNA)、长链非编码 RNA(lncRNA)等物质,形成细胞间通讯网络。癌症干细胞来源外泌体(CSC-EXOs)富含癌蛋白和致癌非编码 RNA(ncRNA),可诱导正常细胞恶性转化,增强受体细胞的干细胞特性、侵袭能力及耐药性。例如,基质细胞来源的 EXOs 可通过传递特定 miRNA 或蛋白,增强乳腺癌细胞在化疗和放疗下的存活率。CSC-EXOs 与肿瘤微环境中的 MSCs、CAFs 互作,维持肿瘤异质性并促进转移,其携带的 ncRNA(如致癌 miRNA)可改变受体细胞的基因表达谱,驱动治疗抵抗。

BCSCs 与 EXOs 在肿瘤发生、转移及耐药中的具体作用


在肿瘤发生中,BCSCs 的 “生态位”(niche)即 CSC 微环境至关重要,该环境通过细胞间通讯调控 BCSCs 的自我更新与分化,维持其致瘤能力。在转移与侵袭方面,BCSCs 的自我更新和多向分化能力促使转移灶形成,Wnt、NF-κB、Notch、Hh 等信号通路调控其活化与迁移。化疗耐药方面,BCSCs 通过药物外排(如 ABCG2 蛋白)、DNA 修复增强、逃避衰老(senescence escape)及激活 RUNX2 等转录因子,对传统化疗药物(如表柔比星、紫杉醇)产生抵抗。例如,RUNX2 与化疗耐受密切相关,其过表达可诱导 BCSCs 进入抗凋亡状态。

靶向 BCSCs 与 EXOs 的治疗策略


现有针对激素受体阳性乳腺癌的内分泌治疗(ET)常因 BCSCs 残留导致复发,因此开发 BCSC 靶向疗法至关重要。策略包括:

  1. 现有药物再利用:重新定位 FDA 批准药物靶向 BCSC 关键通路,如 PI3K/AKT/mTOR 抑制剂、Notch 抑制剂等。
  2. 新型制剂开发:设计可控释放的热敏水凝胶,搭载靶向 CD276、PD-L1 等分子的药物,清除耐药 BCSCs。例如,针对高表达 CD276 的多药耐药 BCSCs,通过抑制其免疫逃逸特性增强治疗敏感性。
  3. 干扰 EXO 通讯:阻断 CSC-EXOs 的生物合成、释放或摄取,如使用中性鞘磷脂酶抑制剂抑制 EXO 分泌,或通过 RNA 干扰沉默 EXO 携带的致癌 ncRNA。
  4. 联合治疗:结合化疗、免疫治疗与 BCSC 靶向药物,如 PARP 抑制剂联合 Wnt 通路抑制剂,用于 BRCA 突变型 TNBC 的治疗。

未来研究方向与挑战


尽管靶向 BCSCs 和 EXOs 展现出潜力,当前研究仍面临诸多挑战:BCSCs 异质性导致标志物鉴定困难,EXOs 的复杂成分解析及体内追踪技术有待突破,临床转化中药物递送效率和毒性问题需解决。未来需借助单细胞测序、类器官模型等技术深入解析 BCSCs 亚群特性,开发基于 EXO 的精准药物递送系统,并开展多中心临床试验验证联合治疗方案的有效性。

结论


乳腺癌的复杂性与耐药性亟需多维度治疗策略。靶向 BCSCs 及其来源的 EXOs,干预其介导的信号通路与微环境互作,有望克服耐药并改善患者预后。然而,基础研究向临床应用的转化仍需解决技术瓶颈与机制解析难题,联合治疗或成未来突破方向。

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