腫瘤干細(xì)胞研究進(jìn)展

1、腫瘤干細(xì)胞研究進(jìn)展導(dǎo)讀：腫瘤是一個(gè)異質(zhì)性的組織，腫瘤的生長(zhǎng)是由于腫瘤 組織中一小部分具有干細(xì)胞性質(zhì)的腫瘤細(xì)胞增殖分化的結(jié)果，弁由此提出了腫瘤干細(xì)胞假說(shuō)。腫瘤干細(xì)胞研究進(jìn)展？很多人好奇，腫瘤究竟是怎樣形成？ 為什么日常不注意飲食會(huì)成為腫瘤的病因呢？學(xué)者經(jīng)過(guò)研究發(fā) 現(xiàn)，腫瘤的形成，是因?yàn)槟[瘤的組織中有一些具有肝細(xì)胞性質(zhì)的 細(xì)胞存在，這些腫瘤細(xì)胞經(jīng)過(guò)不斷的分化增值，最終形成危害人體健康的腫瘤，如果任其發(fā)展，就會(huì)發(fā)展成為威脅人體生命的惡 性腫瘤。因此，學(xué)者為更深入的探究肝細(xì)胞的性質(zhì)，對(duì)其展開(kāi)了 深入研究。一、BTSC提出的基礎(chǔ)BTSC勺概念是在神經(jīng)干細(xì)胞（neural stem cell , NSC股

2、究 取得一定成果的基礎(chǔ)上提出來(lái)的。長(zhǎng)期以來(lái)，人們認(rèn)為成年后中樞神經(jīng)系統(tǒng)由成熟的終末分化細(xì)胞構(gòu)成，很難或不能再進(jìn)行分裂和增殖。1992年Reynolds2從成年小鼠紋狀體中分離到能夠不斷增殖、具有多向分化潛能的細(xì)胞，并提出了 NSC勺概念，其后 人們又陸續(xù)在哺乳動(dòng)物及人的不同腦區(qū)體外分離到了 NSC說(shuō)明 成熟的中樞神經(jīng)系統(tǒng)確實(shí)具有神經(jīng)再生的潛能。個(gè)別腫瘤干細(xì)胞的分離鑒定成功是BTSC提出的另一個(gè)前提。白血病的相關(guān)研究最先提供證據(jù)：Bonnet等3報(bào)道人類急性髓系白血病起源于原始造血細(xì)胞的一個(gè)異質(zhì)群體，它們能在糖尿病免疫缺陷鼠（SOD/SCID鼠）中發(fā)生人類白血病，而該細(xì)胞群大部 分具有與造血干細(xì)

3、胞相同的表型，即CD34+CD38-相反CD34+CD38+型的白血病細(xì)胞絕大多數(shù)不能形成人類白血病。這使人聯(lián)想到白血病具有類似造血干細(xì)胞的特殊群體。最早從實(shí)體瘤中分離鑒定出腫瘤干細(xì)胞的報(bào)道來(lái)自Muhammad究小組4,他們從乳腺癌中分離鑒定出一類表型特異的小比例細(xì)胞群，即 ESA+CD44+CD24-/lowLin-。將少至100個(gè)止匕類細(xì)胞注射至U NOD/ SCID小鼠皮下乳房墊上即可生成與人原發(fā)乳腺癌相似的腫瘤。這群成瘤能力極強(qiáng)的細(xì)胞被稱為乳腺癌起始細(xì)胞。該研究還顯示,成瘤細(xì)胞和非成瘤細(xì)胞的細(xì)胞周期分布相似，從形態(tài)學(xué)上也無(wú)明顯差異，故腫瘤干細(xì)胞表面的分子標(biāo)志對(duì)于其鑒別具有更重要的 意義

4、。*二、BTSC的鑒定證實(shí)腦腫瘤具有干細(xì)胞的關(guān)鍵問(wèn)題是找出特異的分子標(biāo)記， 并以此篩選出強(qiáng)致瘤能力的細(xì)胞群腫瘤干細(xì)胞。在這方面，Singh邁出了關(guān)鍵一步。他們以 CD13漏記分離的腦瘤病人腫瘤細(xì)胞， CD133為跨膜蛋白，定位于細(xì)胞膜及細(xì)胞漿，其表達(dá)起始于神經(jīng) 胚胎形成時(shí)，隨著NS8化為神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞而停止表達(dá)。觀 察發(fā)現(xiàn)，CD133陽(yáng)性組分在多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中占19%- 29%在髓母細(xì)胞瘤中占6%-21%而這一比例與神經(jīng)球形成實(shí)驗(yàn)的結(jié) 果具有很好的相關(guān)性。將CD133陽(yáng)性球體分離成單個(gè)細(xì)胞以不同 數(shù)目接種于小鼠腦內(nèi)，即形成腫塊并呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)。 更為特別的 是，少至100個(gè)這樣的細(xì)胞即可導(dǎo)

5、致腦瘤形成并連續(xù)傳代。免疫組化顯示，CD133陽(yáng)性腫瘤細(xì)胞同時(shí)表達(dá)神經(jīng)前體細(xì)胞標(biāo)志 nestin和vimentin 。該研究顯示，腦腫瘤細(xì)胞中存在與正常腦 組織類似的等級(jí)現(xiàn)象，具有干細(xì)胞特征的少數(shù)細(xì)胞是膠質(zhì)瘤發(fā)展 的基礎(chǔ)，而CD133是這類細(xì)胞的有效鑒別標(biāo)記。Galli5以原發(fā)膠質(zhì)瘤和髓母細(xì)胞瘤術(shù)后標(biāo)本為研究對(duì)象， 以胎兒NSC乍為對(duì)照，也發(fā)現(xiàn)在高級(jí)別膠質(zhì)瘤及髓母細(xì)胞瘤都產(chǎn) 生了與NSCW樣的神經(jīng)球，其形成率在膠質(zhì)瘤為0.5%31%在第3頁(yè)髓母細(xì)胞瘤為50%- 80%分離神經(jīng)球行無(wú)血清培養(yǎng)，其中高級(jí)別膠質(zhì)瘤經(jīng)長(zhǎng)期傳代形成穩(wěn)定細(xì)胞系。值得注意的是此細(xì)胞系中的單個(gè)細(xì)胞即能夠形成克隆。將上述細(xì)胞系培

6、養(yǎng)液中的EGF和FGF2去除，加入白血病抑制因子以誘導(dǎo)分化，隨后的免疫組化顯示細(xì)胞帶有神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記?？梢?jiàn)，在高級(jí)別膠質(zhì)瘤及髓母細(xì)胞瘤都存在一定比例的干細(xì)胞樣腫瘤細(xì)胞，該類細(xì)胞具有很強(qiáng)的自我更新能力，而在分化培養(yǎng)條件下又顯示出多向分 化能力。同年Yuan6也報(bào)道了針對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞進(jìn)行的類似體內(nèi) 外實(shí)驗(yàn)，并得出相似的結(jié)果。一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：大部分腦腫瘤細(xì)胞失去自我更新和增 殖能力，構(gòu)成腫瘤的表型特征；小部分腦腫瘤細(xì)胞具備了正常 NSC 的自我更新、多向分化能力，而經(jīng)系列傳代及原位接種仍保持其 生物學(xué)特性。這說(shuō)明腦腫瘤中確實(shí)存干細(xì)胞， 而CD133可以作為 鑒定BTSC的特異分子標(biāo)記。*

7、三、BTSC的來(lái)源目前多數(shù)腫瘤病因?qū)W理論都假設(shè)細(xì)胞分子遺傳改變是腫瘤發(fā)生的原因。隨著B(niǎo)TSCM分離鑒定和NSCW究逐漸深入，人們 發(fā)現(xiàn)BTS壞只是在分離、擴(kuò)增、分化和鑒定指標(biāo)等方面與NSC類同，而且兩者在發(fā)生學(xué)上可能存在淵源關(guān)系。室管膜下區(qū)位于側(cè)腦室外側(cè)壁，是一層待分化細(xì)胞，即使到成年，仍持續(xù)保持神經(jīng)元增殖分化的潛能，能夠不斷產(chǎn)生神經(jīng)母細(xì)胞；同時(shí)形成吻側(cè)遷移流，遷移到嗅球，替代其中不斷更新的 中間神經(jīng)元。有人提出富集于該區(qū)的Nestin陽(yáng)性細(xì)胞即NSC而早在上世紀(jì)三四十年代，就有學(xué)者提出腦膠質(zhì)瘤源于室管膜下 區(qū)的膠質(zhì)細(xì)胞，這使人想到腦腫瘤發(fā)生于正常的NSC據(jù)此，Recht等7利用ENU（N-乙

8、基-N-亞硝基月尿）致瘤模型，并選擇 Nestin 為標(biāo)記物進(jìn)行膠質(zhì)瘤起源細(xì)胞的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，幼鼠出生后最早30d即可在室管膜下區(qū)附近的腦實(shí)質(zhì)中出現(xiàn)單個(gè)或成團(tuán)的 Nestin陽(yáng)性細(xì)胞；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，Nestin陽(yáng)性細(xì)胞團(tuán)逐漸增大， 最終形成實(shí)體瘤，而對(duì)照組相同部位未發(fā)現(xiàn)Nestin陽(yáng)性細(xì)胞及腫瘤發(fā)生。其實(shí)，在更早的時(shí)間就有人證實(shí)NSCM有潛在的致瘤性。Holland等8將致癌基因Ras和Akt聯(lián)合轉(zhuǎn)入小鼠星形細(xì)胞和 神經(jīng)前體細(xì)胞，結(jié)果在后者成功誘發(fā)神經(jīng)膠質(zhì)瘤。這說(shuō)明，分化終末期的星形細(xì)胞致瘤性減小，而畸變的NSC更易于發(fā)生惡變。有學(xué)者向小鼠腦內(nèi)注入攜帶 shh和c-Myc的逆轉(zhuǎn)錄病毒，結(jié)果

9、在 其表達(dá)的NSC上也成功誘發(fā)髓母細(xì)胞瘤9 o腦腫瘤源于正常的NSC另外的理論基礎(chǔ)是兩者具有共同的 分化增殖調(diào)控通路，前者的發(fā)生常常與后者信號(hào)通路蛋白的異常 表達(dá)有關(guān)。Shh(Sonic hedgehog)通路、PTEN(phosphotase and tensin homologue deleted on chromosome ten) 基因、 Wnt 的 下游基因-catenin、多聚體轉(zhuǎn)錄因子 Bmi-1等在保持NSC勺自我 更新能力中起重要作用。研究表明Shh信號(hào)的異?；罨来瓮ㄟ^(guò) 抑癌基因Rb失活和原癌基因n-myc激活促進(jìn)易感神經(jīng)祖細(xì)胞發(fā) 展成髓母細(xì)胞瘤10;在髓母細(xì)胞瘤和其它腦腫

10、瘤中-catenin發(fā) 生突變11,而B(niǎo)mi-1表達(dá)增加12 o PTEN扁碼一個(gè)調(diào)節(jié)NSC 增殖的磷酸酶，在惡性膠質(zhì)瘤中是最普遍的基因突變13。上述共同通路僅能說(shuō)明正常干細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞有著不可分割的淵 源關(guān)系，但不足以說(shuō)明正常干細(xì)胞就是腫瘤干細(xì)胞的起源細(xì)胞， 要確認(rèn)腫瘤干細(xì)胞的來(lái)源還需要更多的直接證據(jù)。近年來(lái)，由干細(xì)胞和出現(xiàn)一組腫瘤相關(guān)基因突變的細(xì)胞發(fā)生 融合而成為腫瘤起源細(xì)胞的學(xué)說(shuō)正在形成。該理論認(rèn)為，在人的成神經(jīng)管瘤和多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的腫瘤干細(xì)胞中觀察到染色體的紊亂可能是由細(xì)胞融合引起的14 o它解釋了腫瘤發(fā)生早期 并不一定要后期才出現(xiàn)的染色體紊亂現(xiàn)象，而成熟細(xì)胞也可通過(guò) 細(xì)胞融合得

11、到去分化機(jī)會(huì)并重新獲得自我更新能力?？偟膩?lái)說(shuō)，細(xì)胞融合后的去分化或轉(zhuǎn)分化在腫瘤發(fā)生的起動(dòng)、形成和進(jìn)展期均可發(fā)生，但目前仍不清楚干細(xì)胞融合理論在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中 起到多大的作用。*四、BTSCf NSC勺差異在目前階段，正常干細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞的相似性研究占主要 地位，但腫瘤學(xué)家們最終的任務(wù)是確認(rèn)兩者的差異。Singh1和Galli5都注意到，在所有多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤分化培養(yǎng)基 中一細(xì)胞同時(shí)具有神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志，而這一現(xiàn)象從未在正常胎兒NSB出現(xiàn)。令人感興趣的是，這種雙標(biāo)記細(xì)胞在各種膠 質(zhì)瘤細(xì)胞中比例不同，其數(shù)量與增殖力指數(shù)具有相關(guān)性。Yuan6 也發(fā)現(xiàn)，充分誘導(dǎo)分化從神經(jīng)球分離的BTSC然后

12、轉(zhuǎn)到NSC曾殖條件下繼續(xù)培養(yǎng)，結(jié)果這些單個(gè)細(xì)胞又能重新生成神經(jīng)小球， 而正常NSC失去這樣的能力。Singh針對(duì)上述現(xiàn)象的解釋是，腫瘤干細(xì)胞錯(cuò)誤的分化程序 被激活。Galli對(duì)BTSC亥型進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在各種細(xì)胞中普 遍存在染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)畸變，同時(shí)非整倍體頻繁發(fā)生。 而在正常NSC不存在這種變化。特別的是，上述細(xì)胞的染色體畸變?cè)?長(zhǎng)期培養(yǎng)條件下仍然保持不變。與正常細(xì)胞不同，在幾乎所有的腫瘤中都發(fā)現(xiàn)非整倍體和染色體數(shù)目改變，近期的研究顯示染色體過(guò)客蛋白的表達(dá)調(diào)節(jié)紊亂是其發(fā)生原因之一15。細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化進(jìn)而形成永生表型往往與端粒維持機(jī)制有關(guān)16 , Galli的研究也顯示出BTSC勺端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶高度