本文由醫(yī)麥客轉(zhuǎn)載（來源：秧苗）

撰文丨秧苗

責(zé)編丨刀刀

我們經(jīng)?？吹揭恍┗颊呷缛橄侔⑶傲邢侔┬g(shù)后無癥狀地生存很長時間（5-25年）后出現(xiàn)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移，這涉及原發(fā)腫瘤的散播腫瘤細胞（DTC）長期無活性的存在于遠處器官，稱之為休眠（dormancy）。休眠像夢魘一樣困擾所有人，我們不知道其是否復(fù)發(fā)，何時復(fù)發(fā)，但與免疫、細胞、血管生成及腫瘤微環(huán)境肯定有關(guān)。休眠研究一定會有助于控制腫瘤復(fù)發(fā)。

https://www.ncbi.nlm./pubmed/27603507

Immunol Invest.2016 Sep 7:1-8. [Epubahead of print]

Role of Tregsin Cancer Dormancy or Recurrence.

調(diào)節(jié)性T細胞Treg調(diào)節(jié)癌癥細胞的休眠和復(fù)發(fā)

https://www.ncbi.nlm./pubmed/21996947

Gan To Kagaku Ryoho.2011Oct;38(10):1559-64.

[Hypoxic microenvironment and cancer dormancy]. 

缺氧使得癌細胞休眠

Proc Natl Acad SciU S A. 2016 Oct 3.pii: 201612290. [Epub ahead of print]

Cancer cell senter dormancy after cannibalizing mesenchymal stem/stromal cells (MSCs). 

間質(zhì)干或基底細胞（MSC）在乳腺癌細胞群（BCC）外形成一個包圍圈樣的球體，然后對BCC進行同類相食方式掠食BCC,使得生存下來的BCC可以利用其它BCC碎片提供營養(yǎng)長期生存但失去了致癌性。

Cell Stem Cell.2016 Apr7;18(4):508-21. doi: 10.1016/j.stem.2016.01.013.

CD82/KAI1Maintainsthe Dormancy of Long-Term Hematopoietic Stem Cells throughInteraction withDARC-Expressing Macrophages.

腫瘤微環(huán)境中巨噬細胞依賴的CD82 結(jié)合蛋白DARC/CD234穩(wěn)定CD82，促進長期造血干細胞休眠?；贑D82的TGF-β1/Smad3信號通路導(dǎo)致誘導(dǎo)周期蛋白激酶CDK抑制因子及細胞周期停止。CD82缺失會導(dǎo)致細胞進入周期活化增殖。

Oncotarget. 2016 Sep 19.doi:10.18632/oncotarget.12109. [Epub ahead of print]

Dormant tumor cells expressing LOXL2 acquire a stem-like phenotype mediating their transition to proliferative growth.

休眠腫瘤細胞表達賴氨酰氧化酶相關(guān)蛋白2活化。

Nat Cell Biol. 2016 Sep19;18(10):1078-1089. doi:10.1038/ncb3408.

Induction of LIFR confers a dormancy phenotype in breast cancer cells disseminated to the bone marrow.

白血病抑制因子受體（LIFR）維持乳腺癌細胞休眠，缺氧降低LIFR促休眠細胞活化。

Cell. 2016 Feb 11;164(4):668-80.doi:10.1016/j.cell.2015.12.033.

Myc Depletion Induces a Pluripotent Dormant State Mimicking Diapause.

Myc調(diào)節(jié)腫瘤細胞休眠，Myc刪除或抑制時腫瘤細胞進入休眠狀態(tài)。

World J Clin Oncol. 2015 Oct 10;6(5):80-8.doi:10.5306/wjco.v6.i5.80.

New insights into tumor dormancy: Targeting DNA repair pathways.

綜述文章（涉及多個治療領(lǐng)域，包括生化，靶向，免疫，基因）

腫瘤細胞在治療后以3類形式進入休眠。休眠是由于細胞周期阻滯（細胞休眠）；腫瘤大小的限制缺乏足夠的血管（血管休眠）；免疫監(jiān)視（免疫休眠）。見下圖：                         

細胞休眠

細胞休眠或靜默是一個程序，出現(xiàn)在正常的成人干細胞如造血和精子干細胞。這些干細胞在人的一生中起著身體組織的自我更新和維持作用。不過，在異質(zhì)性的腫瘤細胞中，休眠的不利之處是癌細胞可以逃避治療導(dǎo)致轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)。

一些研究證明臨床休眠細胞明顯減少細胞增殖因子Ki-67和凋亡標(biāo)志表達。此外，Ki-67陽性表達與乳腺癌的復(fù)發(fā)和差預(yù)后相關(guān)。細胞周期階段性過程是由周期蛋白（cyclin）及周期蛋白依賴激酶（CDK）所調(diào)節(jié)。特別是，細胞靜默或直接或間接由這些調(diào)控因子調(diào)控。在腫瘤微環(huán)境里CDK抑制劑p27(Kip1)和p21 (Cip1, Waf1)相互作用維持增殖和休眠造血干細胞之間的平衡。最近Fitzgerald等研究表明頭頸部麟狀細胞癌患者放療后腫瘤細胞通過上調(diào)p21進入休眠。

此外，DREAM復(fù)合體由成視網(wǎng)膜細胞瘤Rb樣口袋蛋白，E2F, mutilvulval class B (MuvB)蛋白組成,是一個關(guān)鍵的細胞阻滯調(diào)節(jié)因子。已知MuvB蛋白在細胞周期的各個階段招募、結(jié)合、關(guān)鍵細胞周期基因啟動子的直接轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)。在休眠過程中，MuvB 結(jié)合于 DREAM復(fù)合體的各個成分并抑制所有細胞周期依賴基因的轉(zhuǎn)錄。破壞DREAM復(fù)合體的各個部分導(dǎo)致抑制細胞周期依賴基因的失能，隨之細胞重新進入細胞周期。靜默也可由雙特異性酪氨酸磷酸化調(diào)節(jié)激酶(DYRK)所控制。DYRK通過磷酸化一個MuvB子單元LIN52活化DREAM，LIN52促進MuvB與DREAM其他核心部件的相互作用。 一個DYRK同型體,DYRK1B能夠穩(wěn)定p27 (Kip1)，而p27增加細胞周期蛋白D逆轉(zhuǎn)而阻滯腫瘤細胞進入細胞周期。CDK4和CDK6滅活腫瘤抑制因子Rb,隨后細胞進入細胞周期。抑制CDK4和CDK6，Rb細胞終止細胞周期進入休眠狀態(tài)。這些結(jié)果表明為了維持細胞處于靜默狀態(tài)，需要維持DREAM與增殖復(fù)合體之間的平衡。

細胞周期蛋白調(diào)節(jié)的缺失導(dǎo)致腫瘤形成，休眠，復(fù)發(fā)。p27(Kip1)缺失與前列腺癌、乳腺癌、腎癌相關(guān).此外，p27(Kip1)減少用于腎癌復(fù)發(fā)和差預(yù)后的預(yù)測因子。p21的上游調(diào)節(jié)基因p53與結(jié)直腸癌的耐藥和復(fù)發(fā)相關(guān)。過表達的細胞周期蛋白D與多個腫瘤復(fù)發(fā)相關(guān)，包括乳腺癌、淋巴癌、前列腺癌、非小。能夠通過多機制包括基因重排，基因座位擴增，致癌信號通路，基因突變，過表達的細胞周期蛋白D1出現(xiàn)導(dǎo)致失去降解促瘤蛋白的能力。Kimet al報道過表達細胞周期調(diào)節(jié)因子CDK4, CDK6, pRB, cyclinD1與無癥狀的腦膜瘤有關(guān)。而且過表達CDK4可能與鼻咽癌侵犯有關(guān)并用于鼻咽癌診斷生物標(biāo)志。很明顯，上述結(jié)果表明控制細胞周期的重要性，異常調(diào)節(jié)會導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)和差預(yù)后。

血管休眠

大多數(shù)腫瘤需要招募血管支持持續(xù)生長。當(dāng)腫瘤不能建立一個有效脈管系統(tǒng)，就進入無血管或休眠狀態(tài)。與血管生成相關(guān)的腫瘤休眠需要腫瘤微環(huán)境與細胞周期調(diào)節(jié)蛋白包括p21,p27, Myc, 尿激酶受體(u-PAR), 細胞外調(diào)節(jié)激酶(ERK), p38相互作用.。阻滯轉(zhuǎn)移相關(guān)的u-PAR,整合素，粘著斑激酶（FAK），EGFR能夠?qū)е履[瘤抑制和誘導(dǎo)休眠。U-PAR也能調(diào)節(jié)腫瘤休眠通過p38活化程度大于 ERK活化。

此外，控制PI3K/c-Myc信號通路控制血小板反應(yīng)蛋白(TSP)水平,TSP是一個腫瘤休眠關(guān)鍵因子。Troyanovsky et al也發(fā)現(xiàn)血管抑素表達能控制腫瘤休眠通過抑制腫瘤，血管抑素的一個調(diào)節(jié)因子血管動蛋白在休眠細胞中高表達。從無血管到高血管化腫瘤的轉(zhuǎn)變稱為“血管生成開關(guān)”。對于效果生成開關(guān)促效果生成因子與抗血管生成因子之間的平衡非常重要。Satchi-Fainaro等發(fā)現(xiàn)休眠的膠質(zhì)瘤細胞表達高水平的抗血管生成因子，包括TSP, 血管動蛋白, 胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白5，以及低水平促血管生成蛋白（內(nèi)皮細胞特異性標(biāo)志1和EGFR）。而且，發(fā)現(xiàn)TSP-1和內(nèi)皮衍生基底膜聚糖維持乳腺癌細胞處于休眠狀態(tài)且抑制腫瘤生長。 

另一個重要控制腫瘤從休眠到生長蛋白是熱休克蛋白HSP27。乳腺癌細胞降低HSP27導(dǎo)致腫瘤細胞增殖及遷移能力降低，原因是低水平VEGF的分泌。最近，肝癌缺氧誘導(dǎo)因子HIF-2α顯示出促血管生成。HIF-2α增加纖溶酶原激活劑抑制劑 1（PAI1），PAI1降低活化纖溶酶濃度導(dǎo)致血管生成增加。

微環(huán)境可能控制項目細胞形成的小生境。數(shù)個蛋白如TGF-β結(jié)合蛋白(LTBP), 骨形態(tài)生成蛋白 7 (BMP7),骨調(diào)素(OPN)都會影響休眠小生境的建立。鼻咽癌過表達LTBP誘導(dǎo)癌細胞休眠和減少VEGF表達進而抑制腫瘤細胞的遷移和血管生成。BMP7一個TGF-β超家族成員，其信號有利于休眠前列腺癌細胞和轉(zhuǎn)移細胞之間平衡。 老鼠模型服用BMP7模型降低腫瘤生長反之抑制BMP7使用COCO導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)移。白血病休眠細胞出現(xiàn)于骨髓小生境并被OPN表達所調(diào)節(jié).急性淋巴細胞白血病幼稚細胞表達高水平的OPN受體 VLA-4, VLA-4允許細胞粘附到基質(zhì)衍生的由骨髓小生境里成骨細胞分泌的OPN，驅(qū)使白血病幼稚細胞進入休眠和逃避放化療。此外，中和OPN的抗體導(dǎo)致白血病幼稚細胞結(jié)束休眠重新進入細胞周期。總之，癌細胞和癌細胞相關(guān)腫瘤微環(huán)境之間通信對控制腫瘤細胞從休眠到血管生成轉(zhuǎn)變是重要的。

免疫休眠

腫瘤細胞休眠建立于免疫應(yīng)答與腫瘤細胞的保持平衡。免疫系統(tǒng)如何調(diào)控休眠的進入和結(jié)束機制尚不明確。免疫系統(tǒng)通過3個不同的辦法控制腫瘤細胞休眠，包括清除、平衡和逃逸。天生適應(yīng)性的免疫系統(tǒng)先于人體出現(xiàn)癥狀前檢測和清除癌變細胞。如果腫瘤細胞不能被完全清除，人體免疫力能夠抑制腫瘤細胞生長，導(dǎo)致腫瘤細胞持續(xù)的休眠狀態(tài)。過一段時間，腫瘤細胞能夠適應(yīng)免疫環(huán)境，從而引起休眠細胞結(jié)束休眠，導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。如散播腫瘤細胞DTC能夠降T細胞活性，從而減弱細胞毒T淋巴細胞的應(yīng)答，因而腫瘤細胞逃避凋亡。 

直接的治療免疫抑制調(diào)節(jié)休眠逃逸通過驅(qū)動B7同類1 (B7-H1)抑制T細胞活性和細胞毒T淋巴細胞(CTL)應(yīng)答.此外，通過抑制抗原提呈（APC）和甲基化細胞抑制信號1導(dǎo)致CTL誘導(dǎo)的凋亡失敗。而且，缺失CD4+或CD8+T細胞會導(dǎo)致腫瘤細胞休眠逃逸。免疫系統(tǒng)中數(shù)個細胞類型能夠間接調(diào)節(jié)休眠逃逸通過分泌促血管生成蛋白。

白介素IL23源于巨噬細胞，抑制抗瘤效應(yīng)子應(yīng)答，反之，白介素12抑制腫瘤生長。糖蛋白，巨噬細胞刺激因子1(MS1)能夠結(jié)合其受體 MST1R, 抑制抗瘤免疫應(yīng)答和促腫瘤增殖、生存和趨藥性。缺失MST1R增加抗瘤 CD8+ T細胞應(yīng)答導(dǎo)致更高水平腫瘤壞死因子α分泌，隨后導(dǎo)致微轉(zhuǎn)移癌細胞沒有能力生存大轉(zhuǎn)移。

此外，髓系來源抑制細胞（MDSC）、調(diào)節(jié)性T細胞、腫瘤相關(guān)的巨噬細胞（TAM）能間接促進腫瘤細胞休眠逃逸。這些細胞分泌絲裂原和促血管生成分子，促進腫瘤細胞組織、血管生成、免疫抑制，引起腫瘤細胞結(jié)束休眠。這些結(jié)果表明控制免疫系統(tǒng)預(yù)防腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的重要性。

DNA修復(fù)機制

基因不穩(wěn)定可能便于休眠細胞從免疫休眠中逃逸。過一段時間，如果癌細胞沒有能力修復(fù)DNA,會積累突變使得這些細胞逃避抗瘤免疫力導(dǎo)致復(fù)發(fā)。因此，理解休眠細胞DNA修復(fù)機制可能會產(chǎn)生新辦法檢測和治療腫瘤。

一些抗癌藥物誘導(dǎo)高水平的DNA損傷，既有單鏈(SSB)也有雙鏈（DSB），導(dǎo)致增殖細胞死亡。SSB和DSBs 斷裂修復(fù)機制明顯影響癌細胞逃避化療和放療。SSBs通過堿基切除修復(fù)路徑進行修復(fù)。受損的堿基被識別，被DNA糖基化酶剪切，生成脫堿基位點，聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶PARP1and PARP2蛋白感知SSB和這么其他因子如趨化因子XRCC1到受損部位。雜合性丟失DNA糖基化酶8-氧鳥嘌呤DNA糖基化酶OGG1,與乳頭狀甲狀腺癌相關(guān)。

DSBs損傷被認為最具毒性的損傷。當(dāng)DNA損傷發(fā)生，細胞利用DNA損傷修復(fù)路徑恢復(fù)DNA和保持細胞基因的完整性。2個主要的DNA修復(fù)路徑是同源重組(HR)和非同源末端連接(NHEJ)。HR利用來自同源姐妹染色體的DNA序列 修復(fù)DSBs,主要發(fā)生于細胞周期S和G2階段.HR是一個主要集中確?；蛐畔⒌母弑Ｕ娑?，是使用同源序列作為模板的結(jié)果?？梢钥醋鍪且粋€更無錯的修復(fù)辦法。一旦HR過程開始，DSB被剪切創(chuàng)建一個單鏈DNA結(jié)合蛋白RPA。一旦長絲形成，RPA被RAD51取代，按ATM/CHK2/BRCA1/BRCA2/PALB2依賴方式.。RAD51是一個關(guān)鍵 HR修復(fù)蛋白具有重組酶活性，RAD51一個主要功能是侵入姐妹染色半體和識別模板序列， 并降低與HR活性相關(guān)的RAD51表達。與HR路徑相比,NHEJ發(fā)生于細胞周期全過程，涉及到直接斷裂末端的結(jié)扎而無需同源模板， 從而導(dǎo)致更多錯誤包含于DNA序列。一旦開始NHEJ,Ku70 and Ku80形成二聚體，檢測和結(jié)合于DNA末端.Ku蛋白會招募催化子單元 DNA蛋白激酶(DNA-PK). 在NHEJ 期間，XRCC4and Lig4調(diào)節(jié)的重新加入損傷DNA末端是必須的。DNA-PK復(fù)合體起著NHEJ修復(fù)分子感應(yīng)器的作用。細胞缺失DNA-PK功能不能顯示正確的NHEJ。此外, PARP1與Ku蛋白競爭結(jié)合DSB末端，導(dǎo)致一個非唯一NHEJ修復(fù)路徑。

 許多癌癥存在DNA修復(fù)路徑的異常，因此，利用此類缺陷一些治療藥物已經(jīng)開發(fā)出來。NHEJ催化子單元DNA-PK在放療無效的膠質(zhì)瘤和前列腺癌被上調(diào)。最近，臨床試驗表明DNA-PK抑制劑增加癌細胞對DNA損傷藥物的敏感性，不過這些藥物對正常組織的毒性而被棄用。小分子抑制劑DNA連接酶Ⅳ,涉及NHEJ,也被用于化療引起DSBs的降低細胞增殖及增加腫瘤抑制效果 。

HR,RAD51,BRCA1, ERCC1, APE1, andPARP1相關(guān)基因失調(diào),也在多種癌癥里被觀測到，與化療耐藥相關(guān)。特別是，BRCA1,BRCA2,ATM, CHEK2, and RAD50突變已在多種癌癥被確認，包括肺癌，卵巢癌，胰腺癌，白血病。除了靶向RAD51的藥物外,目前幾乎沒有涉及HR的其他蛋白的治療藥物?；蛘呤褂肞ARP1抑制劑靶向可選NHEK修復(fù)路徑，已用于治療BRCA1or BRCA2缺陷的癌癥。

已表明DNA 修復(fù)路徑對于開始治療后休眠癌細胞生存起關(guān)鍵作用。肝癌干細胞在第一次化療后把部分細胞轉(zhuǎn)變?yōu)樾菝呒毎?，使癌細胞得以繼續(xù)生存?；熀?，休眠細胞機會不包含DSBs，Nishikawa 等證明這些細胞激活NHEJ修復(fù)路徑來修復(fù)DNA損傷.而且, NHEJ修復(fù)路徑對ER+乳腺癌休眠細胞放化療后修復(fù)DSB很重要。

此外，這些細胞因化療而結(jié)束休眠，而其基因不穩(wěn)定性增加導(dǎo)致更具侵犯表型和化療耐藥。HR也可能涉及休眠癌細胞DNA修復(fù). 范科尼貧血單泛素化路徑涉及通過HR促進DNA 修復(fù). 此修復(fù)路徑導(dǎo)致DNA損傷的積累引起造血干細胞結(jié)束休眠狀態(tài)。造血干細胞再次激活導(dǎo)致造血系統(tǒng)相關(guān)疾病如范科尼貧血何白血病的復(fù)發(fā)。