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肿瘤干细胞的研究新进展

最新公告 2024-01-05

  3.1 正常干细胞在特定的分化时期停止分化或分化失常 正常干细胞存活时刻长,有较多机遇突变,而且可将突变传给子代细胞。肿瘤干细胞与正常干细胞有许多一起的特性:①二者均具有自我更新和无穷增殖能力;②均有较高的端粒酶活性和扩增的端粒重复序列,而人类终末分化体细胞不具或具有极低的端粒酶活性;③正常干细胞具有迁移的特性,肿瘤干细胞具有转移的能力;④二者有许多相似的生长调控机制,如Wnt,Shh,Notch途径。正常干细胞在体内分化进程中受阻,细胞失去正常调控而停止在分化的某一时期并无穷增殖,最后形成肿瘤。

  Heidt等[8]用人胰腺癌组织制成的细胞悬液中,候选干细胞标志CD44、CD24和ESA的表达率为3%~8%,在传代细胞中亦维持较为恒定的比例。以CD44、CD24和ESA为表型分选细胞别离在6/9和3/11只小鼠中成瘤,而未分选的细胞需相应分选细胞数量的100倍始有肿瘤生长。因此以为,CD44、CD24和ESA是胰腺腺癌肿瘤干细胞的标志。

  1997年Bonnet等[1]第一次确认了人类急性髓性白血病中肿瘤干细胞的存在,并成功分离出来。研究发觉只有0.2%~1%的细胞亚群有持续的克隆形成能力,与造血干细胞有相似的表型,即CD34CD38-Thy-细胞,这种细胞移植到NOD/SCID小鼠后能形成类似AML的肿瘤细胞。

  Collins等[9]之前列腺癌组织中成功分离出表面标志为CD44/α2β1 hi/CD133的肿瘤细胞,这种表型的细胞占来源恶性肿瘤细胞的0.3%~1.6%,具有克隆增殖及高度致瘤性,因此以为,CD44/α2β1 hi/CD133表型细胞即为前列腺癌干细胞。

  Kondo等[10]发觉体外长期培育的肿瘤细胞系中也存在类似的肿瘤干细胞,称为边缘细胞群(side population,SP)。这种SP细胞具有干细胞的特点,能够将外源性的染料转运出细胞而自身不被染色,一般细胞表面没有这种转运蛋白的存在而被染色。并在C6神经胶质瘤细胞系、MCF7人类乳腺癌细胞系、B104神经母细胞瘤细胞系、Hela细胞系中别离找到了SP细胞,其含量0.4%~2.0%不等。

  Houghton等[6]研究发此刻慢性螺旋杆菌感染时,骨髓来源的干细胞集聚到胃黏膜处,并非断增殖,久之发生化生、不典型增生及癌肿。

  Baumann等[7]发觉肝癌干细胞不仅可分化为肝细胞癌,还可能为胆管细胞癌,或二者皆有的混合型肿瘤。原发性肝癌在初期时期受阻那么表现为低分化肝癌,其表型介于肝细胞癌与胆管细胞癌之间;而在后期时期受阻那么表现为肝细胞癌或胆管细胞癌。肝癌干细胞不同分化时期和不同程度的分化受阻,决定了肝癌的病理多态性。

  3.3 融合细胞学说 细胞融合是从酵母到人类所有生物体发育和生理活动所必需的。当干细胞和分化细胞融合后,融合细胞就具有干细胞特性。Bjerkvig等观看到在病理条件下,干细胞和已经显现肿瘤相关基因突变的细胞发生融合而成为肿瘤起源细胞。融合给予细胞更多去分化机遇和对致瘤因子更易感,并从头取得自我更新能力,在增殖中形成肿瘤。愈来愈多的证听说明细胞融合可能与肿瘤发生紧密相关。例如来源于移植肾的干细胞可迁移到皮肤,通过度化或融合取得角化细胞表型,并转化成肿瘤。在人的成神经管瘤和多形性胶质母细胞瘤的肿瘤干细胞中观看到染色体的紊乱也可能是由细胞融合引发的。细胞融合后的去分化或转分化在肿瘤发生的起动、形成和进展期都可发生。

  Al-Hajj[2]和Clarke[3]等第一次从人类乳腺肿瘤中分离出了肿瘤干细胞,即CD44CD24-/lowLin-细胞,只需100个即能100%形成肿瘤,CD44CD24细胞不能形成肿瘤。这是第一次在实体瘤中发觉肿瘤干细胞的存在。

  Ignatova[4]等在人类脑部肿瘤中发觉了CD133肿瘤干细胞,为肿瘤干细胞的存在再次提供了强有力证据。Singh等[5]从人脑瘤中分离出CD133和CD133-脑瘤细胞,只有CD133的肿瘤细胞才能在体外培育中形成肿瘤球,具有较强的自我更新能力及增殖致瘤能力,仅需100个细胞就能够够使NOD/SCID小鼠形成新的肿瘤,并能持续传代致瘤。而CD133-的肿瘤细胞数量虽占多数,却不能使小鼠形成肿瘤。

  另外在室管膜瘤、皮肤癌、甲状腺癌、膀胱癌及肺癌等[11]也接踵发觉了与正常干细胞相似表型的肿瘤干细胞。

  肿瘤干细胞具有以下几个特点:①无穷的自我更新能力。肿瘤干细胞能够产生与上一代完全相同的子代细胞,并通过自我更新维持着肿瘤的持续生长;②分化潜能,肿瘤干细胞能够产生不同分化的子代瘤细胞,在体内形成新的肿瘤;③高致瘤性,即很少量的肿瘤干细胞即能在体外培育生成人集落,很少量的肿瘤干细胞注入实验动物体内即可形成肿瘤,而一样肿瘤细胞形成肿瘤超级困难,或需要大量细胞;④耐药性,肿瘤干细胞膜上多数表达ATP-bindingcassette(ABC)家族膜转运蛋白,这种蛋白大多可运输并外排包括代谢产物、药物、毒性物质、内源性脂类物质、多肽、核苷酸及固醇类等多种物质,使之对许多化疗药物产生耐药[12]。目前以为肿瘤干细胞的存在是致使肿瘤化疗失败的要紧缘故。

  关于肿瘤干细胞的起源目前有不同的观点和学说。但大多数学者支持来源于正常干细胞的观点,以为肿瘤的发生是因为体内干细胞分化进程的停滞和阻断,细胞失去正常调控而停止在分化的某一时期无穷增殖形成。肿瘤干细胞的形成也是一个多时期的进程,也确实是基因突变的捕捉及积存的进程,包括遗传学及表遗传学的改变。

  最近几年来随着肿瘤干细胞(Cancer stem cells,CSC;或Tumour stem cells,TSC)在肿瘤组织中分离成功,并提出了肿瘤干细胞学说,为肿瘤研究提供了新的思路。肿瘤干细胞是存在于肿瘤组织中的一小部份具有干细胞性质的细胞群体,均具有自我更新能力和不定向分化潜能,并可致使肿瘤发生。现以为肿瘤干细胞是肿瘤形成及其不断生长的本源。

  依照胚胎干细胞能生成畸胎瘤的事实,提示正常干细胞与肿瘤发生极可能存在着紧密的关联。

  3.2 成熟细胞的去分化 Uhrbom等[13]研究证明:缺失肿瘤抑制位点INK4a-ARF后,已分化的星形胶质细胞可去分化为神经前体细胞,在致癌因素条件下很容易产生恶性转化引发神经胶质胚细胞瘤,由此看来,已分化成熟的细胞在某些关键基因突变的情形下也可能发生细胞的恶性转化,并变成肿瘤干细胞而取得成瘤能力。另外,成熟细胞乃至能够通过不对称核出芽割裂方式使细胞逃避衰老和凋亡而从头取得自我更新的能力。dLsct.com