【论肿道麻】结直肠肝转移的分子机制及介入治疗

结直肠癌(Colorectal cancer, CRC)是最常见的恶性肿瘤之一，发病率高，患者发生肝转移是其主要的死亡原因。尽管在诊断和治疗技术上有了显著的进步，但结直肠肝转移(CRLM)患者的生存率仍然很低。CRLM是一个复杂的级联反应过程，涉及多种因素和过程，分子机制复杂多样。本文就CRLM的发病机制、病理生理、诊断、治疗等方面进行综述。本文还对近年来CRLM的基础研究进行了综述，特别强调了肿瘤微环境的研究，并展望了CRLM新的靶向治疗方法，进一步改善CRLM患者的预后。

结直肠癌(CRC)是世界上最常见的三种癌症之一，是导致癌症死亡的第四大原因。肝是结直肠癌最常见的远处转移器官，治疗性切除和化疗是治疗结直肠肝转移(CRLM)患者的标准方法，但由于肿瘤的位置和大小、存在肝外疾病或患者有合并症等因素，手术仅适用于10-20%的病例，五年存活率低至30%。此外，那些不符合手术条件的患者预后更差。虽然新的化疗药物的开发已经取得了显著的进展，但CRLM患者最初接受氟尿嘧啶和铂化疗，最终会由于固有或获得性耐药而产生化疗耐药性。对于CRLM，急需寻找更有效的靶向治疗方法。对这一过程中强调的分子机制的理解可以加速这一目标的实现。一小部分CRC细胞获得了躲避原发性CRC的能力，还有一部分是通过形态学改变，如上皮细胞向间充质细胞转化(EMT)、通过细胞外基质(ECM)迁移、入侵邻近组织、内渗入循环中存活、并最终定植到远端肝脏，形成更具侵袭性的继发性CRLM。

机制/病理生理学

1889年，Paget提出了肿瘤转移的“种子”(肿瘤细胞)和“土壤”(特定器官)的概念。肝脏转移级联的CRC是一个复杂的多因素、多步骤的生物过程(图1),其中的一个小子集CRC细胞获得逃逸能力,通过ECM迁移,入侵到邻近的组织、内渗入循环中存活,这一过程与肿瘤细胞自身的基因组异常有关，包括原癌基因的激活和抑癌基因的失活。CRLM的发生发展尤为复杂，涉及多种分子机制，包括非编码RNA (LncRNAs)、Notch通路、TGFβ信号、酪氨酸激酶c-MET信号、再生肝磷酸酶(PRL3)、肿瘤相关钙信号转导器2(Trop-2)、L1细胞粘附分子(L1CAM)、S100家族蛋白S100A4、S100A8等通路(表1)。它也与肿瘤微环境(tumor microenvironment, TME)密切相关，主要涉及各种免疫细胞(巨噬细胞、T细胞、B细胞等)、细胞因子、趋化因子、外显子等。内外部环境的相互作用共同引发和驱动了CRLM的发生。

图1：图示结直肠癌肝转移级联

表1：不同细胞间的趋化因子配体-受体相互作用进一步复杂化了CRLM的信号转导

免疫细胞

免疫微环境在CRLM中起关键作用。肝脏是人体重要的免疫器官。若其免疫杀伤能力减弱，则可促进结直肠癌转移灶的生存和生长。因此，一种抑制的免疫微环境发挥着CRLM的促肿瘤作用，这与肿瘤相关的巨噬细胞(tumor-associated-macrophages, TAMs)和调节性T细胞(regulatory T cells, Treg)有关。然而，TAMs通过表达检查点配体程序性死亡配体1 (checkpoint ligand programmed death ligand 1, PDL1)、PDL2等抑制性受体维持免疫抑制性微环境，并通过分泌IL10和TGFβ激活Treg细胞。TAMs还释放大量的ECM重构因子(纤溶酶原激活系统、基质金属蛋白酶(MMPs)和激肽酶相关肽酶)和多种蛋白水解酶，如降解ECM蛋白的MMPs。这些因素反过来又增强了肿瘤细胞的迁移。

同时Treg细胞抑制对自身抗原的异常免疫应答和抗肿瘤免疫应答。通过Treg抑制适应性抗肿瘤免疫反应的能力与CRLM的临床结果相关。肿瘤内Treg可以抑制MMPs的表达和活性，IL-17产生的T细胞参与其中，降低了CRC术后转移的可能性。抑制Treg活性可能是未来提高抗肿瘤免疫的一种治疗方法。

肿瘤相关中性粒细胞(TAN)也可能通过多种机制促进肿瘤生长和转移。高脂血症可促进中性粒细胞浸润，从而增加结直肠癌的转移。在CRC细胞播散的早期，中性粒细胞专一表达CCR1，优先表达MMP9，促进了癌症的早期扩散。在CRLM抵抗抗血管生成治疗过程中，TAN产生大量赖氨酸氧化酶样4蛋白。TAN可以通过SMAD4通过CCL15- CCR1轴促进趋化因子CCL15表达的缺失而被招募。此外，中性粒细胞胞外陷阱(NETs)在应激反应中触发HMGB1的释放，促进癌细胞的迁移和侵袭。NETs还可直接捕获肝脏中肿瘤增殖和侵袭能力增强的CRC细胞，这是由于NETs引发肿瘤性白细胞介素(IL)-8表达升高所致。有趣的是，过量产生的IL-8反过来激活中性粒细胞形成NETs，从而形成一个正环，增强CRC肝转移。因此，消除NETs可以降低手术应激后肿瘤复发的风险。最近，Xia等人报道了腺病毒介导的DNase I肝基因转移治疗可抑制肿瘤组织中中性粒细胞浸润和NETs形成。

关于CRLM的免疫状态以及肿瘤免疫特性对CRLM患者临床结局的影响，已有一些进展。CRC中巨噬细胞的密度也与患者的预后密切相关。CRLM T细胞数量是肝切除术后长期生存的独立相关因素，特别是肝转移中CD8 + T细胞浸润与更好的预后相关。

细胞因子

细胞因子IL-6激活IL-6受体(IL-6R)，诱导STAT3与MIR34A结合抑制miR-34A的表达，从而促进EMT介导的CRC侵袭转移。炎症微环境下生长分化因子15通过激活c-Fos调控EMT基因诱导CRC转移，可能是未来CRLM治疗的新方向。同样，细胞因子IL-33调节TME，可有效诱导肝转移的发生。此外，花生四烯酸(AA)和二十碳五烯酸(EPA)水平促进了炎症微环境的发展，并且在转移性CRC患者中AA/ EPA水平升高。

趋化因子

趋化因子作为TME的重要组成部分，在肿瘤细胞进入TME中起着重要作用。例如，趋化因子对肿瘤-基质相互作用至关重要，通过趋化因子信号传导促进肿瘤转移。趋化因子还可以作为肿瘤外部微环境与肿瘤自身之间的桥梁，其同源受体在肿瘤和基质细胞中均有表达。近年来，有报道称趋化因子配体和受体(如CXCL5、CCL3、CCL4、CXCL2、CXCL3、CXCL8、CCL3L3、CCL4L2、CCL18)明显失调，提示在CRC的免疫微环境中存在潜在的细胞间通讯。不同细胞间的趋化因子配体-受体相互作用进一步复杂化了CRLM中的信号转导(表1)。

作为CXC趋化因子家族的成员，CXCL5是CXCR2的配体，不仅来源于原发肿瘤细胞，而且在TME中由免疫细胞分泌。CXCL5/CXCR2生物轴通过激活AKT/NF-κB/FOXD1/VEGF-A通路促进肿瘤血管生成。Zhao等发现CRC中CXCL5表达的升高通过ERK/Elk-1/Snail信号通路诱导细胞迁移，并通过AKT/GSK3β/β-catenin/ MMP7信号通路促进细胞侵袭。他们还发现在裸鼠脾内注射模型中CXCL5的高表达是促进CRC细胞向肝脏转移的有利因素。

在临床CRC标本中，趋化因子细胞因子CX3CL1受体CX3CR1在TAMs上表达，在缺乏CX3CR1的微环境中，CRC细胞的肝转移受到显著抑制。而CX3CR1的高表达促进了T细胞侵袭肿瘤组织的增加，从而抑制了肿瘤的生长。静脉血栓栓塞的常用药物低分子肝素通过干扰CXCR4和CXCL12的相互作用抑制结直肠癌肝转移的形成。基质细胞衍生因子1激活表达CXCR4的CRC细胞，导致细胞迁移显著增加。此外，肝星状结直肠肝转移:细胞(HSCs)通过SDF-1/CXCR4轴的作用在CRC细胞肝转移中发挥重要作用。

外泌体在CRLM中的新角色

像趋化因子一样，外泌体也在不同细胞之间建立起相互作用。外泌体为脂质双层囊泡，直径30-100 nm。外泌体广泛存在于几乎所有体液中。癌症患者比非癌症患者有更多的循环外泌体。外泌体还可以介导结肠上皮-基质相互作用，参与调节肿瘤生长和转移侵袭。外泌体在转移器官中构建支持性微环境，即转移前生态位(PMNs)中发挥关键作用，包括血管渗透、炎症和免疫抑制。我们综述了外泌体在CRLM发展中的作用，以及外泌体的临床应用(图2和3)。

CRC衍生的外泌体包含多种生物分子，如蛋白质(PAD4、FasL、TGFβ、血管生成素样蛋白1 (ANGPTL1)、AKT、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、β-catenin)、RNA (miR-246、miR-21、miR-25-3p、miR-375-3p、miR-92b-3p、miR-27a-3p、miR-17、MALAT1)。这些生物分子在肝脏中建立PMN，诱导增殖、炎症、EMT、侵袭、迁移和EMT，从而促进CRC转移。

CRC细胞和TAMs之间复杂的外泌体相互作用网络促进了转移。在TME中，CRC通过分泌外泌体miRNA (miR-934, miR-25-3p, miR-130-3p, miR-425-5p和miR1246)诱导巨噬细胞到M2巨噬细胞。M2巨噬细胞也通过外泌体miR-21-5p和wnt促进CRC EMT并维持干细胞性。此外，CXCR5、IL10、IL-4、VEGF也是CRC细胞与TAM之间的交流媒介。

图2：CRC衍生的外泌体含量和CRLM的机制

图3：CRC细胞与TAMs之间的外泌体相互作用示意图，揭示了CRLM的分子机制

外泌体中的物质

外泌体中的物质包括蛋白质、miRNAs、lncRNAs和mRNA，可在循环系统中扩散，在CRLM中发挥重要作用。肿瘤抑制因子ANGPTL1在结直肠癌组织中表达下降。外泌体ANGPTL1通过抑制JAK2-STAT3信号通路降低Kupffer细胞中MMP9的产生。肿瘤细胞可通过外泌体转移EMT诱导因子，如IL-6、Akt、TNF-α等，诱导邻近肿瘤细胞发生EMT。

除了蛋白质，miRNAs也是外泌体中常见的物质。循环外泌体miRNA可用于辅助CRC患者的诊断或预后评估。循环miRNA主要来源于外泌体miRNA。因此，分析循环外泌体miRNAs可以提高CRLM的早期中期诊断率和干预转移过程。Zeng等在动物模型中发现，CRC细胞分泌的外泌体miR-25-3p转移到血管内皮细胞，通过靶向Kruppel-like factor 2和Krüppel-like factor 4 (KLF4)增加血管通透性，促进血管生成，促进CRC转移。临床数据进一步表明，循环CRC衍生的外泌体miR-25-3p可作为预测转移的生物标志物。同样，填充了miR-215p的CRC来源的外泌体通过miR-21-Toll样受体7-IL-6轴产生了肝促炎表型和CRC的肝转移。Elisisabetta等报道，外泌体miR-210可能被认为是一种EMT信号启动子，维持了局部肿瘤的生长环境，影响了CRC细胞的粘附和迁移。此外，Matsumura等人发现6个外泌体miRNAs (miR-19a、miR-19b、miR-4437、miR-23a、miR-320a和miR-92a)与肝转移相关。有趣的是，miR-375 mimic包含miR-375 mimic的肿瘤来源的外泌体，可以抑制EMT过程。Fu等通过研究正常对照和CRC患者的血清外泌体miRNAs水平，发现miR17-5p和miR-92a-3p的高表达与CRC的肿瘤发生和转移相一致。最近，Zhang等报道了CRC外泌体miR-1255b5p在缺氧条件下分泌减少，从而促进人类端粒酶逆转录酶抑制，从而增强EMT和端粒酶活性。

最近的一项研究提出了外泌体中miR-25-3p、miR-130b-3p、miR425-5p、miR-193a、let-7g、miR-106b-3pand miR-934参与CRC进展和转移的新概念，因此所有的证据都指出外泌体介导的肿瘤进展的促进，了解这些基于机制的循环外泌体miRNAs将为未来的诊断和治疗提供新的途径。

此外，外泌体来源的lncRNA可以通过调控TME在肿瘤发生中发挥重要作用。外泌体lncRNAs BCAR4可能是检测CRC的潜在候选者。外泌体MALAT1通过海绵吸收miR-26a/26b调控focusyltransferase 4 (FUT4)的表达，促进CRC进展。在低氧条件下，CRC细胞分泌外泌体circ-133进入相对常氧的CRC细胞。然后circ-133吸附miR-133a以靶向GEF-H1/RhoA，从而减少E-cadherin在膜上的分布。

信号通路

CRLM过程可能涉及多种信号通路和因子，包括肝细胞生长因子/c‐Met (HGF/cMet)信号通路、再生肝磷酸酶(PRL3)信号通路、Notch信号通路、TGFβ信号通路、酪氨酸激酶c- Met信号通路、肿瘤相关钙信号转导器2 (Trop-2)、L1细胞粘附分子(L1CAM)、转移相关基因1 (MACC1)、S100家族蛋白等通路。这些驱动CRLM的分子机制之间有多个交叉点。

HGF / c-MET信号通路

HGF/c-MET信号通路通过调节下游多种转移前效应分子，进而过度激活磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路促进癌细胞转移(图4)，与结直肠癌肝转移分期呈正相关。CRC患者外周血HGF高表达，cMET活性异常。抑制HGF/C-MET信号通路可降低CRLM的增殖和侵袭能力。通过评估患者组织样本，Yao等人报道了CRLM中c-MET表达水平(mRNA和蛋白)高于原发性结直肠癌。HGF/c-MET可调控体外CRC迁移和侵袭模型的尿激酶纤溶酶原激活剂(uPA)和uPAR。TIMP1的异位表达通过诱导HGF/c-MET信号通路和uPA的表达，引起肝脏转移前微环境。

图4：HGF/c‐MET信号通路及其在细胞活性中的作用

由于c-MET被确定为结肠癌MACC1的转录靶点，c-MET和CRC之间的相关性甚至更强。在细胞培养和小鼠模型肿瘤生长和转移中，MACC1促进CRC细胞的增殖、侵袭。在晚期转移性结直肠癌患者中，MACC1和c-MET均上调。MACC1是一种新的可检测的肿瘤生物标志物，也是肝切除结直肠癌转移后复发的独立预后因素。HGF/c-MET信号通路通过调控Ras-MAPK/ERK、PI3K/AKT、JAK2/ STAT3等多种下游转移前效应分子促进癌细胞转移。MACC1、KPNB1和FOXC2可活化c-MET的表达。

CRLM和PRL3

PRL3作为一种潜在的转移原因已受到广泛关注(图5)。由于PRL3转录本在肝脏中发现的CRC转移灶中过表达，而在非转移性原发肿瘤和正常结肠直肠上皮中未检测到PRL3表达。PRL3介导的EMT增强依赖于EGFR的激活，PRL3在体外和体内通过激活AKT促进细胞侵袭并上调MMPs。PRL-3 mRNA表达水平可作为肝转移风险增加的标志物。PRL-3的表达并不是导致肝转移的直接机制，而是在多种癌细胞中调节多种信号通路，包括PI3K/AKT、MAPK/ERK。据报道，PRL-3介导的肝转移是通过淋巴结转移和血清中肿瘤标志物(CEA和CA19-9)升高介导的。过表达PRL-3也可以促进CRC细胞的增殖和侵袭，主要是通过激活STAT3增加miR-17、miR-19a和miR-21的表达。有证据表明，泛素特异性蛋白酶4通过与PRL-3结合并去泛素化以稳定PRL-3，从而驱动CRC的侵袭和转移。此外，PRL-3可促进CRC细胞中IL-8的分泌，介导糖酵解的增强，进而促进肿瘤的转移。PRL-3还通过上调趋化因子配体26 (chemokine ligand 26, CCL26)诱导肿瘤转移，促进CRC的侵袭和转移。最近，研究表明PRL-3通过激活TAMs中的MAPK通路启动EMT，促进细胞转移，PRL-3激活的NF-κB通路促进CRC细胞的血管生成。

图5：PRL3在细胞活性中的作用

PRL3通过NF-κB通路、AKT、STAT3、EGFR、IL-8和CCL26调控多种下游转移前效应分子，促进癌细胞转移。

CRLM和Notch通路

此外，还有其他与CRLM相关的信号通路。Notch信号通路在CRLM中起积极作用，抑制Notch信号通路可干扰CRLM。人类Notch系统包括4个Notch受体(Notch1-4)和5个Notch配体(Jagged1-2、DLL1、DLL3、DLL4)。Notch通路的激活与结直肠癌预后不良有关。Notch1基因拷贝数扩增可能提示患者生存期降低。Notch3蛋白阳性表达是无病生存(DFS)和总生存(OS)的不利预后因素。而notch2和notch4的功能与之相反，它们的过表达可阻断癌细胞的增殖、侵袭或迁移。同时，多个Notch信号通路相关机制在转移性CRC中发挥重要作用(图6)。

图6：Notch通路调控机制示意图

CRLM和TGFβ信号转导

TGF-β超家族信号通路包含30多个成员，其中较为重要的有TGF-β、Activins、node、Bone Morphogenetic Proteins等。在进展性肝转移病小鼠中，阻断TGFβ信号通路使肿瘤对抗程序性细胞死亡1 (PD1)治疗易感。TGF-β1还可下调E-cadherin的表达，增加Vimentin的表达，诱导EMT促进CRC的侵袭和迁移。此外，CRC衍生的CXCR4激活HSC释放SDF-1，导致CRC细胞分泌TGF-β1促进CRC肝转移。因此，阻断TGF-β1信号通路可能是治疗CRLM的有效临床策略。

TGF-β在肿瘤发生过程中具有双重作用，如图7所示。在肿瘤发生的早期，TGF-β发挥抑制肿瘤的作用。而在晚期，TGFβ可促进EMT，并与肿瘤侵袭转移密切相关。在CRC中，CMS4型有更高程度的TGF-β激活。研究表明，TGF-β1可通过激活SNAI1/2、Twist、ZEB1/2等多种转录调控因子促进EMT的发生。TGF-β1表达增加可增加CRC细胞的转移，导致CAFs分泌IL-11，触发STAT3信号通路。

图7：TGF-β通路调控机制示意图

NcRNAs和CRLM

NcRNAs包括长链非编码RNA (lncRNAs)、microRNAs (miRNAs)和环状RNA (circRNAs)，它们正在成为癌症的主要调控因子。表达异常的ncRNA在CRLM进程中具有编码独立的功能。在本节中，我们将讨论一些lncRNA及其在CRLM中的作用(表2、3)，CRLM中的环状RNA(表4)，CRLM级联调节中的miRNAs(表5)。

表2：CRLM中的LncRNA

表3：CRLM中的LncRNA/miRNA/mRNA ceRNA

表4：CircRNA与CRLM的发生有关

表5：CRLM中的miRNAs

LncRNAs in CRLM

最近，Zhang等人发现lncRNA LALC通过与EZH2偶联，将DNA甲基转移酶(DNA methyltransferase, DNMTs)招募到LZTS1启动子，然后通过DNMTs介导的CRLM DNA甲基化修饰LZTS1的表达。甲基转移酶like 3作为m6A的“writer”，促进致癌lncRNA XIST的m6A甲基化，抑制CRC增殖和侵袭。当核因子kappa B (NF-κB)和YY1直接结合到LINC01578启动子时，LncRNA LINC01578活性增强。同时，上调的LINC01578与EZH2相互作用并将其招募到NFKBIB启动子，进一步抑制NFKBIB的表达，从而激活NF-κB信号通路。LINC01578与NF-κB/YY1形成正反馈环，促进CRC转移。LncRNA HOTAIR通过招募SNAIL来抑制HNF4α，促进CRC的迁移、侵袭和EMT。有趣的是，一种新的lncRNA ENSG00000274093.1与组蛋白去乙酰化酶2 (HDAC2)结合，可能作为HDAC1/ HDAC2和EZH2复合物的模块化支架，从而改变CRC中的EMT。LncRNA TPT1-AS1通过TPT1-AS1/NF90/VEGFA轴诱导CRC的血管生成和转移。另有研究显示LncRNA clmat3和SNHG15在有肝转移的CRC中表达水平明显高于无肝转移的CRC。相反，一些lncRNA具有抑制肿瘤的作用，如低表达lncRNA SATB2- AS1抑制细胞转移，通过顺式激活SATB2调控CRC的免疫应答。此外，lncRNA MIR22HG作为CRC肿瘤抑制因子，竞争性地与SMAD2相互作用，调节TGFβ通路的活性，从而在体内外抑制细胞存活和肿瘤转移。

综上所述，这些lncRNA可能是CRLM的治疗靶点和有前景的预后预测生物标志物。

CircRNAs in CRLM

NSUN2是最近发现的CRLM中上调circRNA, n6 -甲基腺苷修饰circRNA，其中circRNA circPPP1R12A激活HIPYAP信号通路促进CRC的生长和转移。NSUN2更可能进入细胞质，然后在细胞质中增加HMGA2 mRNA的稳定性，诱导结直肠癌转移进展。同样值得注意的是，circRNA circ_0124554可以抑制AKT的泛素化以促进早期转移，特别是对于淋巴结阴性的伴有同步肝转移的CRC患者。

CircRNA NSD2通过吸附miR199b-5p促进CRC的转移，可以增加DDR1的表达，激活JAG1信号通路。更有趣的是，一个circRNA包含不同miRNA的不同结合位点，揭示了circRNA在恶性肿瘤中的复杂作用。CircRNA CCDC66作为miRNA海绵，降低miRNA-33b和miR-93对MYC mRNA的破坏。此外，Zhi等人还发现了一种新的保守circRNA hsa_circ_102049作为CRC转移的启动子。在机制上，hsa_circ_102049充当肿瘤抑制因子miR-761和miR-192-3p的海绵，修饰RNA结合蛋白DGCR8的亚细胞定位，然后调节FRAS1的水平，从而协同增强结直肠癌细胞的粘附、迁移和侵袭能力。有趣的是，hsa_circ_0001178通过分泌miR-382、miR-587和miR-616上调ZEB1，进而通过与hsa_circ_0001178启动子区域的物理结合增加hsa_circ_0001178的表达，从而基于这种正反馈ceRNA轴，从而促进了大肠癌的侵袭和转移。

miRNAs in CRLM

最近的研究表明miRNAs参与了CRC的EMT。有报道称，miR-200家族(miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-和miR429)通过抑制ZEB1和ZEB2 mRNA翻译被认为是上皮表型的调节因子。未发生肝转移的原发CRC中miR-200c水平低于伴原发肿瘤组织的转移，这凸显了miR-200c在CRC转移中的关键作用。miR-429过表达可通过靶向SOX2在CRC细胞过程中发挥致瘤作用。

此外，miR-181a和miR-30b分别通过抑制Wnt抑制性因子1 (WIF1)和抑制SIX1基因促进EMT在CRLM中高表达。此外，miR-30a是跨膜-4- l -六家族蛋白(TM4SF1)、VEGF和E-cadherin在CRC细胞运动和EMT中的重要调控因子。在CRC细胞中，锰超氧化物歧化酶(MnSOD)下调上皮标志物和上调间充质标志物，表明MnSOD促进了EMT，而过表达miR212降低了EMT。miR‐34c‐5p甲基化通过直接调控SATB2.258显著抑制CRC细胞的转移。最近，细胞因子IL-6被发现激活致癌的STAT3转录因子，后者直接抑制MIR34A基因，而miR-34a直接调控IL-6R。因此，IL-6R/ STAT3/miR-34a环促进了CRC的侵袭和转移。MiR-186-5p通过抑制ZEB1影响CRC细胞的转移和EMT过程，而miR-17-5p通过靶向vimentin调控EMT过程。

癌症干细胞(CSCs)进展为CRLM

CSCs作为肿瘤发生的种子细胞，可以启动和维持肿瘤的生长。CSCs可通过特异性标记CD133、LGR5、CD44、ALDH1、CD24、CD166、CD29、CD26、CD51等进行识别。CRC-CSCs可增加远端转移和定植能力。因此，靶向CSCs可能具有广泛的临床意义。在构成肠表面的上皮细胞中，表达受体蛋白LGR5的隐巢柱状细胞(crypt-基柱状细胞LGR5+细胞)在维持肠道稳态过程中具有干细胞的功能，也是CRC的起始细胞。肠上皮具有显著的自我更新能力，快速增殖的LGR5+细胞通常负责每天各种肠上皮细胞的生产LGR5−细胞可以通过首先转分化为干细胞样LGR5+状态来驱动伤口愈合。LGR5+细胞的选择性清除导致肿瘤暂时消退，其他细胞表现代偿性增殖，LGR5+CSCs的重现驱动肿瘤再生。已有研究表明，选择性LGR5+细胞消融限制原发性CRC生长，但不会导致肿瘤退化，因为增殖的LGR5 -细胞可以不断尝试补充LGR5+ CSCs池，导致治疗停止时肿瘤快速重新开始生长。Fumagalli等直接证明循环中弥散的CRC细胞多为LGR5，并形成肝转移，出现LGR5+ CSCs。细胞状态可塑性对促进结直肠癌转移至关重要。负责LGR5+细胞繁殖的信号通路可能产生治疗CRLM的令人兴奋的新策略。Wang等报道了前列腺素E2通过EP4-MAPK和EP4-PI3KAkt通路激活NF-κB诱导CSCs并促进肝转移

DNA甲基化被认为是维持CSC的一种潜在的表观遗传机制，而DNMT的丢失可以通过限制CSC池来减少肿瘤的发生。Li等发现DNMT抑制剂5-Aza-2'-脱氧胞苷(5-AzaDC)在体外显著降低结直肠CSC的丰度，在体内抑制肝转移瘤的生长。他们还发现，5-AzaDC抑制活性β-catenin的表达，并下调Wnt信号通路。一项新的研究指出，在CRLM中，甲基化对内皮素系统基因表达的作用机制可能被削弱。值得注意的是，CSCs对于肝转移的形成和维持至关重要。总之，我们的数据强调了原发性与转移性肿瘤生长对CSC的依赖性，并表明靶向CSC可能是CRLM治疗的一个方向

循环肿瘤细胞(CTCs)在CRLM中的作用

患者来源的CSCs已被证明具有CSCs的所有功能属性。CTC表达的标志物与肿瘤生态位相似，有利于肝转移。CTCs的CD133+CD44 + CD54 +细胞亚群对CRLM的预后有一定的预测价值，特别是对未接受手术治疗转移的CRLM的生存有一定的预测价值。患者来源的CTC系在皮下异种移植中是致瘤的，在脾内注射后也能在肝脏定植。CTCs体外培养的药物检测可促进个体化用药的实现。TAMs通过分泌IL6调控JAK2/ STAT3信号通路，从而抑制miR-506-3p的表达，促进FOXQ1的表达。然后CTC细胞产生CCL2来招募更多的TAMs。TAMs与CTC相互作用促进转移发生。这些发现表明针对CTC聚集群的靶向策略可能对肝转移的治疗有效。

CRLM中的代谢因素

肿瘤也是一种代谢性疾病，代谢性变化与肿瘤转移的各个过程密切相关。转运过程需要大量的能量供给，而一些影响能量代谢的酶和分子在转运过程中也扮演着加油站的角色。在细胞外空间，肌酸激酶脑(CKB)利用ATP催化的代谢产物肌酸磷酸化形成磷酸肌酸，磷酸肌酸可产生大量的ATP进入CRC细胞作为能量储备，以维持CRC细胞在转移缺氧时的能量需求。CKB促进了肝转移的发生，靶向抑制其活性也是未来CRLM治疗的方向。除了磷酸肌酸为癌细胞产生能量外，脂肪酸氧化(FAO)途径也是癌细胞内的重要能量来源。在分离的CRC细胞中，在肉碱棕榈酰转移酶1的作用下，FAO被极大地激活，从而增加了细胞的转移能力。植入肝脏的CRC细胞通过上调醛缩B (ALDOB)酶来促进果糖代谢，ALDOB酶为肝转移瘤细胞生长提供能量。这种特殊的代谢途径改变仅在肝转移灶中发现，而在其他转移灶或原发肿瘤中未发现。总之，肿瘤在转移过程中是通过代谢途径适应环境的，还有很多问题有待研究。

展望

结直肠癌仍是一种常见的肿瘤，肝转移是结直肠癌患者死亡的主要原因。晚期CRLM的治疗仍然是一个主要的挑战。以前的研究已经确定了转移过程的主要步骤，TME的作用、NcRNAs的失调以及多种信号通路的激活与肝转移密切相关。然而，由于缺乏足够的实验模型来全面、连续地检测这一复杂过程，参与CRLM形成的分子机制仍有很大的探索空间。详细的分子机制介导结直肠癌肝转移有助于早期发现和预防。今后的工作应进一步明确CRLM的分子机制和临床特点，以指导临床的精准治疗。同时，应建立综合治疗和多学科合作。在肝转移的早期进行干预，如转移和定植阶段，将更有利于提高患者的生存。此外，临床和实验数据强烈提示术后肿瘤仍有复发的可能，因此切除术后的患者需要辅助靶向治疗。明确CRLM的高危因素，准确选择高危人群，将可控的危险因素降到最低，是预防CRLM和进一步降低CRC死亡率的关键。还有一种可能性是，癌症纳米技术的新发展，如纳米粒子自照明PDT，可能是CRC治疗的新希望。

编译：王硕、翁梅琳

审校：张军、缪长虹

参考文献：Zhou, H., Liu, Z., Wang, Y., Wen, X., Amador, E. H., Yuan, L., Ran, X., Xiong, L., Ran, Y., Chen, W., & Wen, Y. (2022). Colorectal liver metastasis: molecular mechanism and interventional therapy.   Signal transduction and targeted therapy ,  7(1), 70.