DOI: https://doi.org/10.14739/2310-1237.2019.1.166476

Ракові стовбурові та мезенхімальні стовбурові клітини у протоковій аденокарциномі підшлункової залози

V. O. Tumanskyi, I. S. Kovalenko

Анотація


 

Протокова аденокарцинома підшлункової залози (ПАПЗ) – один із найбільш агресивних видів раку, стійкий до променевої та хіміотерапії, в його розвитку велике значення мають погано вивчені ракові стовбурові клітини (РСК) і мезенхімальні стовбурові клітини (МСК). Мета роботи – аналіз даних сучасної фахової літератури про роль стовбурових клітин у прогресії ПАПЗ. Пул стовбурових клітин ПАПЗ гетерогенний, складається з РСК і МСК, які формують у пухлині ніші стовбурових клітин. У самооновленні та диференціюванні панкреатичних РСК важливу роль відіграють три сигнальні молекулярні шляхи: Wnt, Sonic hedgehog і Notch. РСК мають здатність до самовідновлення, симетричного та асиметричного поділу, часткового диференціювання, а також до існування, самооновлення та диференціювання поза первинною пухлиною. РСК забезпечують розвиток і прогресію пухлини, інвазивність і метастазування ПАПЗ, а також підтримують її хіміорезистентність. МСК кістковомозкового походження в підшлунковій залозі не беруть участі в епітеліальному канцерогенезі, але при взаємодії з іншими клітинами мікрооточення надають пухлині як стимулювальний, так і гальмувальний ефект. МСК можуть відігравати роль промоторів онкогенезу шляхом трансформації в канцер-асоційовані фібробласти, місцевої імуносупресії, стимуляції пухлинного неоангіогенезу, блокади апоптозу ракових клітин, участі в епітеліально-мезенхімальному переході і метастазуванні. МСК можуть також виступати як супресори онкогенезу шляхом стимуляції імуноклітинної інфільтрації пухлинної тканини, пригнічення функції AKT- і Wnt-сигнальних шляхів, індукції зупинки клітинного циклу та запуску апоптозу ракових клітин, пригнічення пухлинного неоангіогенезу. Висновки. РСК відіграють ключову роль у реалізації агресивних властивостей ПАПЗ; МСК впливають як на ракові стовбурові клітини, так і на власне ракові клітини ПАПЗ, надаючи пухлині і стимулювальний, і гальмувальний ефект. Відомості про роль МСК у прогресії ПАПЗ поки неоднорідні, що зумовлює актуальність вивчення цього питання надалі.

 


Ключові слова


протокова аденокарцинома підшлункової залози; новоутворення підшлункової залози; неопластичні стовбурові клітини

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Bray, F., Ferlay, J., Soerjomataram, I., Siegel, R., Torre, L., & Jemal, A. (2018). Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA: A Cancer Journal For Clinicians, 68(6), 394–424. doi: 10.3322/caac.21492

(2018) American Cancer Society. Cancer Facts & Figures 2018. Atlanta: American Cancer Society.

Melzer, C., von der Ohe, J., Lehnert, H., Ungefroren, H., & Hass, R. (2017). Cancer stem cell niche models and contribution by mesenchymal stroma/stem cells. Molecular Cancer, 16(1). doi: 10.1186/s12943-017-0595-x

Plaks, V., Kong, N., & Werb, Z. (2015). The Cancer Stem Cell Niche: How Essential Is the Niche in Regulating Stemness of Tumor Cells? Cell Stem Cell, 16(3), 225–238. doi: 10.1016/j.stem.2015.02.015

Gore, J., & Korc, M. (2014). Pancreatic Cancer Stroma: Friend or Foe? Cancer Cell, 25(6), 711–712. doi: 10.1016/j.ccr.2014.05.026

Papaccio, F., Paino, F., Regad, T., Papaccio, G., Desiderio, V., & Tirino, V. (2017). Concise Review: Cancer Cells, Cancer Stem Cells, and Mesenchymal Stem Cells: Influence in Cancer Development. STEM CELLS Translational Medicine, 6(12), 2115–2125. doi: 10.1002/sctm.17-0138

Lee, H., & Hong, I. (2017). Double-edged sword of mesenchymal stem cells: Cancer-promoting versus therapeutic potential. Cancer Science, 108(10), 1939–1946. doi: 10.1111/cas.13334

Rhee, K., Lee, J., & Eom, Y. (2015). Mesenchymal Stem Cell-Mediated Effects of Tumor Support or Suppression. International Journal of Molecular Sciences, 16(12), 30015–30033. doi: 10.3390/ijms161226215

Zhao, Y. D., Zhang, Q. B., Chen, H., Fei, X. F., Shen, Y. T., Ji, X. Y.., et al. (2017). Research on human glioma stem cells in China. Neural Regeneration Research, 12(11), 1918–1926. doi: 10.4103/1673-5374.219055

Xu, S., De Veirman, K., De Becker, A., Vanderkerken, K., & Van Riet, I. (2018). Mesenchymal stem cells in multiple myeloma: a therapeutical tool or target? Leukemia, 32(7), 1500–1514. doi: 10.1038/s41375-018-0061-9

Krawczyk, N., Meier-Stiegen, F., Banys, M., Neubauer, H., Ruckhaeberle, E., & Fehm, T. (2014). Expression of Stem Cell and Epithelial-Mesenchymal Transition Markers in Circulating Tumor Cells of Breast Cancer Patients. Biomed Research International, 2014, 1–11. doi: 10.1155/2014/415721

Castelli, G., Pelosi, E., & Testa, U. (2017). Liver Cancer: Molecular Characterization, Clonal Evolution and Cancer Stem Cells. Cancers. Basel, 2017, 20(9), 111–125. doi: 10.3390/cancers9090127

Graham, N., & Qian, B. Z. (2018). Mesenchymal Stromal Cells: Emerging Roles in Bone Metastasis. International Journal of Molecular Sciences, 2018, 19(4). E1121. doi: 10.3390/ijms19041121

Valle, S., Martin-Hijano, L., Alcalá, S., Alonso-Nocelo, M., & Sainz Jr., B. (2018). The Ever-Evolving Concept of the Cancer Stem Cell in Pancreatic Cancer. Cancers, 10(2), 33. doi: 10.3390/cancers10020033

Vaz, A., Ponnusamy, M., Seshacharyulu, P., & Batra, S. (2014). A concise review on the current understanding of pancreatic cancer stem cells. Journal Of Cancer Stem Cell Research, 2(4), 1. doi: 10.14343/jcscr.2014.2e1004

Rao, C., & Mohammed, A. (2015). New insights into pancreatic cancer stem cells. World J. Stem Cells, 7(3), 547–555. doi: 10.4252/wjsc.v7.i3.547

Li, X., Zhao, H., Gu, J., & Zheng, L. (2015). Prognostic value of cancer stem cell marker CD133 expression in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC): a systematic review and meta-analysis. International Journal of Clinical and Experimental Pathology, 8(10), 12084–12092. doi: 10.1155%2F2017%2F3276806

Ohtsubo, I., Ajiki, T., Hori Y., & Murakami, S. (2012). Distinctive expression of CD133 between intraductal papillary neoplasms of the bile duct and bile duct adenocarcinomas. Hepatology Research, 42(6), 574–582. doi: 10.1111/j.1872-034X.2011.00954.x

Wang, F., Ma, L., Zhang, Z., Liu, X., Gao, H., Zhuang, Y., et al. (2016). Hedgehog Signaling Regulates Epithelial-Mesenchymal Transition in Pancreatic Cancer Stem-Like Cells. Journal of Cancer, 7(4), 408–417. doi: 10.7150/jca.13305

Abdullah, L. N., & Chow E., K-H. (2013). Mechanisms of chemoresistance in cancer stem cells. Clin. Transl. Med., 2(1), 3. doi: 10.1186/2001-1326-2-3

Schober, M., Jesenofsky, R., Faissner, R., Weidenauer, C., Hagmann, W., Michl, P., et al. (2014). Desmoplasia and Chemoresistance in Pancreatic Cancer. Cancers (Basel), 6(4), 2137–2154. doi: 10.3390/cancers6042137

Reichert, M., Blume, K., Kleger, A., Hartmann, D., & von Figura, G. (2016). Developmental Pathways Direct Pancreatic Cancer Initiation from Its Cellular Origin. Stem Cells International, 2016, 1–8. doi: 10.1155/2016/9298535

Scarlett, C. (2013). Contribution of bone marrow derived cells to the pancreatic tumor microenvironment. Frontiers In Physiology, 4. doi: 10.3389/fphys.2013.00056

Haqq, J., Howells, L., Garcea, G., Metcalfe, M., Steward, W., & Dennison, A. (2014). Pancreatic stellate cells and pancreas cancer: Current perspectives and future strategies. European Journal of Cancer, 50(15), 2570–2582. doi: 10.1016/j.ejca.2014.06.021

Chowdhury, R., Webber, J., Gurney, M., Mason, M., Tabi, Z., & Clayton, A. (2015). Cancer exosomes trigger mesenchymal stem cell differentiation into pro-angiogenic and pro-invasive myofibroblasts. Oncotarget, 6(2). doi: 10.18632/oncotarget.2711

Dominici, M., Le Blanc, K., Mueller, I., Slaper-Cortenbach, I., Marini, F., Krause, D., et al. (2006). Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy, 8(4), 315–317. doi: 10.1080/14653240600855905

Bianco, P. (2014). “Mesenchymal” Stem Cells. Annual Review of Cell And Developmental Biology, 30(1), 677–704. doi: 10.1146/annurev-cellbio-100913-013132

Hill, B. S., Pelagalli, A., Passaro, N. & Zannetti A. (2017). Tumor-educated mesenchymal stem cells promote pro-metastatic phenotype. Oncotarget, 8(42), 73296–73311. doi: 10.18632/oncotarget.20265

Mathew, E., Brannon, A., Del Vecchio, A., Garcia, P., Penny, M., Kane, K., et al. (2016). Mesenchymal Stem Cells Promote Pancreatic Tumor Growth by Inducing Alternative Polarization of Macrophages. Neoplasia, 18(3), 142–151. doi: 10.1016/j.neo.2016.01.005

Kim, J., & Bae, J.-S. (2016). Tumor-Associated Macrophages and Neutrophils in Tumor Microenvironment. Mediators of Inflammation, 2016, 6058147. doi: 10.1155/2016/6058147.

Netea-Maier, R. T., Smit, J. W., & Netea, M. G. (2018). Metabolic changes in tumor cells and tumor-associated macrophages: A mutual relationship. Cancer Letters, 28, 102–109. doi: 10.1016/j.canlet.2017.10.037

Xu, J., Gong, T., Heng, B. C., & Zhang, C. F. (2017). A systematic review: differentiation of stem cells into functional pericytes. FASEB Journal, 31(5), 1775–1786. doi: 10.1096/fj.201600951RRR

Gu, W., Hong, X., Potter, C., Qu, A., & Xu, Q. (2017). Mesenchymal stem cells and vascular regeneration. Microcirculation, 24(1), e12324. doi: 10.1111/micc.12324

Wang, M., & Zou, Z. (2014). Multiple mechanisms of SDF-1 promoting VEGF-induced endothelial differentiation of mesenchymal stem cells. International Journal of Cardiology, 177(3), 1098–1099. doi: 10.1016/j.ijcard.2014.09.198

Ge, Q., Zhang, H., Hou, J., Wan, L., Cheng, W., Wang, X., et al. (2017). VEGF secreted by mesenchymal stem cells mediates the differentiation of endothelial progenitor cells into endothelial cells via paracrine mechanisms. Molecular Medicine Reports, 17(1), 1667–1675.doi: 10.3892/mmr.2017.8059

Schito, L., & Semenza, G. L. (2016). Hypoxia-Inducible Factors: Master Regulators of Cancer Progression. Trends Cancer, 2(12), P. 758–770. doi: 10.1016/j.trecan.2016.10.016

Gilkes, D. M., Semenza, G. L., & Wirtz, D. (2014). Hypoxia and the extracellular matrix: drivers of tumor metastasis. Nature Reviews Cancer, 14(6), 430–439. doi: 10.1038/nrc3726

Zhang, A., Ficklscherer, A., Gülecyüz, M., Paulus, A., Niethammer, T., Jansson, V., & Müller, P. (2017). Cell Toxicity in Fibroblasts, Tenocytes, and Human Mesenchymal Stem Cells—A Comparison of Necrosis and Apoptosis-Inducing Ability in Ropivacaine, Bupivacaine, and Triamcinolone. Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery, 33(4), 840–848. doi: 10.1016/j.arthro.2016.10.026

Mizukami, Y. (2012). Bone marrow-derived proangiogenic cells in pancreatic cancer. Journal of Gastroenterology and Hepatology, 27(2), 23–26. doi: 10.1111/j.1440-1746.2011.07012.x

Lamouille, S., Xu, J., & Derynck R. (2014). Molecular mechanisms of epithelial-mesenchymal transition. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 15(3), 178–196. doi: 10.1038/nrm3758

Lazennec, G., & Lam, P. Y. (2016). Recent discoveries concerning the tumor – mesenchymal stem cell interactions. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer, 1866(2), 290–299. doi: 10.1016/j.bbcan.2016.10.004

Berger, L., Shamai, Y., Skorecki, K. L., & Tzukerman, M. (2016). Tumor specific recruitment and reprogramming of mesenchymal stem cells in tumorigenesis. Stem Cells, 34(4), 1011–1026. doi: 10.1002/stem.2269

Wang, S., Huang, S., & Sun Y. L. (2017). Epithelial-Mesenchymal Transition in Pancreatic Cancer: A Review. BioMed Research International, 1025–1033. doi: 10.1155/2017/2646148

Galland, S., Vuille, J., Martin, P., Letovanec, I., Caignard, A., Fregni, G., & Stamenkovic, I. (2017). Tumor-Derived Mesenchymal Stem Cells Use Distinct Mechanisms to Block the Activity of Natural Killer Cell Subsets. Cell Reports, 20(12), 2891–2905. doi: 10.1016/j.celrep.2017.08.089

Zhang, S., Chuah, S., Lai, R., Hui, J., Lim, S., & Toh, W. (2018). MSC exosomes mediate cartilage repair by enhancing proliferation, attenuating apoptosis and modulating immune reactivity. Biomaterials, 156, 16–27. doi: 10.1016/j.biomaterials.2017.11.028

Wei, X., Liu, C., Wang, H., Wang, L., Xiao, F., Guo, Z., & Zhang, H. (2016). Surface Phosphatidylserine Is Responsible for the Internalization on Microvesicles Derived from Hypoxia-Induced Human Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells into Human Endothelial Cells. PLOS ONE, 11(1), e0147360. doi: 10.1371/journal.pone.0147360




ПАТОЛОГІЯ   Лицензия Creative Commons
Запорізький державний медичний університет