婴幼儿型血管瘤细胞学研究进展张家红;张新月;叶晓星;肖海;徐仙赟;刘潜【摘要】婴幼儿型血管瘤(Infantile Hemangioma,IH)是婴幼儿时期最常见的良性肿瘤.探讨IH的组织形态特点对阐明其增生和消退的机制有重要作用.肿瘤的组织学成分包括肿瘤细胞和间质成分,目前研究显示血管瘤干细胞、血管瘤内皮细胞、周细胞、脂肪细胞及肥大细胞是构成IH的主要细胞成分.本文将总结这些细胞在IH中的研究进展,探讨其在IH中可能的变化和作用,为深入研究IH的发生机制和临床治疗提供参考.【期刊名称】《赣南医学院学报》【年(卷),期】2017(037)006【总页数】5页(P974-978)【关键词】婴幼儿型血管瘤;血管瘤干细胞;血管瘤内皮细胞;周细胞;脂肪细胞【作者】张家红;张新月;叶晓星;肖海;徐仙赟;刘潜【作者单位】赣南医学院2014级临床本科11班,江西赣州341000;赣南医学院2014级临床本科11班,江西赣州341000;赣南医学院第一附属医院病理科,江西赣州341000;赣南医学院第一附属医院病理科,江西赣州341000;赣南医学院江西省儿童脉管异常性疾病临床研究中心,江西赣州341000;赣南医学院江西省儿童脉管异常性疾病临床研究中心,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】R730.231婴幼儿型血管瘤(Infantile Hemangioma,IH)是婴幼儿最常见的良性肿瘤,大多在出生后1~4周被发现,好发于头面部。
IH在增生时可能发生多种并发症,如溃疡、出血,甚至毁容[1]。
IH具有先迅速增生后自发性缓慢消退的独特生物学特性,临床上表现为3个发展阶段:增生期、消退期和消退完成期[2]。
IH在组织学上为以血管瘤干细胞(hemangioma stem cells,HemSCs)、血管瘤内皮细胞(hemangioma endothelial cells,HemECs)、周细胞(Hemangioma pericytes)、肥大细胞(Mast cells,MC)等多种细胞组成的血管源性肿瘤。
大多学者认为:HemSCs先分化为血管瘤内皮祖细胞(hemangioma endothelial progenitor cells, HemEPCs)和血管瘤间充质干细胞(hemangioma mesenchymal stem cells,Hem-MSCs), HemEPCs再分化为HemECs;Hem-MSCs进一步分化为周细胞等。
目前对IH瘤体细胞的主要功能作用缺乏统一认识。
本文将对HemSCs、HemECs、周细胞、MC在IH发生发展过程中的变化及细胞间的联系做一综述。
1.1 血管瘤干细胞的生物学特性 Khan[3]从增生期婴幼儿型血管瘤组织中筛选出CD133(干细胞特异性标记物)阳性细胞,命名为HemSCs。
HemSCs来源于中胚层,具有旺盛的增殖能力、向多种细胞分化的潜能及强促血管生成能力。
王蕤等[4]筛选CD133阳性的HemSCs在体外培养,检测CD31呈强阳性表达,这与内皮细胞由未成熟至成熟的过程相吻合。
研究证明仅有HemSCs才有血管生成潜力,HemEPCs、HemECs等在体内不会生成血管[5]。
这些结果都支持IH的HemSCs 来源学说。
1.2 血管瘤干细胞在IH中的特性血管内皮生长因子-A(Vascular endothelial growth factor-A,VEGF-A)、碱性成纤维生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)、胶原酶-1(MMP-1)可由HemSCs分泌。
VEGF-A与血管内皮生长因子受体-2(Vascular endothelial growth factor,VEGFR-2)结合促进HemSCs向HemECs分化。
在增生期发现VEGFR-2与VEGFR-3的基因突变,可能导致血管生成的异常调节[6]。
Greenberger发现NF-κB在增生期高于消退期,用地塞米松阻断后发现HemSCs分泌VEGF减少。
故推测NF-κB可能会调节HemSCs内VEGF活性。
HemSCs还表达整合素-α 6[7],若使其表达沉默可削弱HemSCs对层黏连蛋白的黏附和减少IH动物模型中血管形成,故知整合素-α6对IH有促进作用。
Oh等[8]证明E-selectin可增加黏附分子-1,提高HemSCs的迁移和黏附;增生期可检测到E-选择素(E-selectin)而消退期难以检测到。
故 E-selectin很可能是HemSCs趋化的关键。
Boscolo等[9]发现HemSCs中神经纤毛蛋白-1含量明显高于HemECs,且在其分化为HemECs时起协同作用。
Notch3在HemSCs中高表达,在HemECs中低表达[10]。
Jagged-1是前血管生成调节因子且拮抗三角洲样配体4(Delta-like ligand4,Dll4)[11],HemSCs与HemECs中Jagged-1高表达与IH前血管生成环境相一致。
故Jagged-1 与Dll4的不平衡有利于异常血管生成。
HemSCs既可分化为HemECs又可分化为脂肪细胞。
增生期占优势的HemECs消退期逐渐减少,而脂肪细胞逐渐增加并占优势。
利用cDNA技术发现脂肪连接蛋白基因、脂蛋白脂肪酶基因等涉及脂质代谢[12]。
血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)可抑制HemSCs分化成脂肪细胞,而其配体PDGF-BB的增加显著抑制脂肪形成转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体-γ的活性[13]。
增生期高表达胰岛素样生长因子-2能在HemSCs中阻止脂肪分化[14]。
TBX2在HemSCs中活跃并可维持其脂肪分化[15]。
RAS系统在IH发生中也发挥重要作用。
血管紧张素-Ⅱ(AngⅡ)在增生期可刺激HemMSCs分泌VEGF使HemECs增殖分化,抑制脂肪细胞分化[16-18]。
血管紧张素转化酶2(ACE2)在增生期低表达而消退期高表达,其可水解AngⅡ而促进瘤体消退。
2.1 IH中内皮细胞的分子标记在HemSCs中VEGF-A、VEGF-B可诱导由VEGFR-1介导的ERK1/2磷酸化,促进HemSCs向内皮细胞分化,证实HemECs是由HemSCs分化而来[19]。
增生期,大量内皮细胞团形状不规则,边界清楚,有微血管生成。
消退期,HemECs增生不变,而增加凋亡的5倍以上细胞中1/3为内皮细胞[20],内皮细胞团界线模糊,疏松无序,与脂肪组织无明显边界。
消退完成期无内皮细胞团,只有小叶状分布的脂肪组织。
部分IH残留真皮内毛细血管扩张、色素沉着或瘢痕[21]。
HemECs特异性表达GLUT-1,且该表达随着IH的发展逐渐减弱[22]。
因此,GLUT-1常作为HemECs的标志物,并可能通过调节葡萄糖进入细胞起能量补给作用[23]。
HemECs的标志物常为CD31,CD34,vWF。
2.2 血管瘤内皮细胞在IH中的特性在肿瘤坏死因子-a和VEGF-A作用下,增生期HemECs大量表达E-selectin[24]、Tie2和Ang1,Ang2低表达,提示 Ang/Tie 通路可调节IH增生。
刘丽青[25]发现ER、VEGF和bFGF间表达率成正相关,可知雌激素促进瘤体生长。
Ji[26]发现去甲肾上腺素受体激动剂可调节细胞周期蛋白D1、细胞周期依赖性激酶CDK-4和CDK-6及其受体间关系,促进HemECs增殖。
Herbert等[27]提出缺氧可致GLUT-1表达增加而促进HemECs增殖。
增生期VEGFR-1表达低,VEFGR-2表达高,VEGFR-2磷酸化有助于促进HemECs增殖,其原因可能为COSMC对VEGFR-2进行O-糖基化及降解[28-29]。
缺氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)、促凋亡调节蛋白BNIP3可使HemECs增殖,而AMPK依赖的mTOR可实现低氧诱导的抑制细胞存活[30]。
严重低氧刺激下,BAX/BCL-2及PARP清除显著增加,使得AMPK/mTOR/S6表达增加,促进了细胞凋亡[31]。
增生期Notch1、Notch4 和Jagged-1 表达增加,其家族中的Dll4可下调VEGF抑制血管形成[32]。
肿瘤抑素可激活AMPK通路而抑制mTOR,促进HemECs凋亡[33]。
此外HemECs分泌产生VEGF-A165b可抑制HemSCs、HemECs的增生。
而与VEGF-A165b作用相反的VEGF-A165a会诱导正常的内皮细胞和HemECs表达Dll4[34]。
3.1 周细胞的来源和分化周细胞又称Rouget细胞或壁细胞。
体外培养的周细胞和MSCs在形态和表面抗原上有相似性,诱导周细胞可将其分化间充质细胞,表明周细胞具有类似MSCs的特征。
Volken等[35]发现一种过渡细胞类型存在于成纤维细胞与周细胞之间,说明成纤维细胞可分化为周细胞。
Boscolo等[36]研究Jagged-1通路参与了干细胞到周细胞的分化。
周细胞的来源至今存在许多争论,但大部分学者认为它是具有多种分化潜能的间充质细胞。
3.2 周细胞在IH中的特性周细胞位于内皮细胞出芽再生的前端,能够桥接内皮细胞芽尖端之间的空隙,支持周细胞有助于引导内皮细胞围成管腔结构的作用这一观点。
Ang-2、Jagged-1和Notch-4等信号通路可调控周细胞与HemECs,这提示周细胞参与IH的发展。
周细胞/MSCs不断分化为脂肪前体细胞,再分化为脂肪细胞形成围绕管腔的脂肪组织[37]。
周细胞可分泌bFGF,通过HemECs来促进血管发生。
金属蛋白酶组织抑制物(TIMP)能抑制新生血管形成,仅在IH消退期周细胞胞浆内呈阳性。
3.3 血管瘤内皮细胞和周细胞的联系内皮细胞、周细胞及基膜是构成肿瘤间质新生血管的主要成分。
周细胞与HemECs相互作用,在血管的形成、稳定、重塑等过程扮演重要角色[38]。
缝隙连接、黏着斑及钉-铆样连接是内皮细胞与周细胞在空间位置上的三种连接方式。
信号转导通路发挥更大作用:①VEGF-VEGFR通路:周细胞分泌VEGF促进内皮细胞增生,是肿瘤血管生成的主要动力。
②PDGF-B通路:内皮细胞分泌的PDGF-B与周细胞表面的PDGFR-β结合能促进周细胞增生与迁移,有助于血管增生[39]。
③Ang-1通路:Ang-1主要由血管周围细胞分泌,Tie2为其受体,主要由内皮细胞及某些造血祖细胞特异性地表达。
内皮细胞膜表面Tie2受体接受到周细胞来源的Ang-1信号后发生磷酸化反应,使内皮细胞处于静息状态。
内皮细胞中肝素结合EGF样生长因子的表达在Ang-1-Tie2结合后增多,使两种细胞膜表面EGF结合更稳固,可维持内环境稳定。