|
  
- 积分
- 4277
- 威望
- 4277
- 包包
- 7646
|
本帖最后由 饶冠华 于 2009-8-29 21:58 编辑
+ W2 c( O l$ e( C! H0 V' \ }$ E' j; l2 G" K' e
肿瘤干细胞研究进展+ Q, A, M# ~ {6 \* I( k$ ?
-----饶冠华 （2007/09）
5 f* q& _9 `( P/ `摘要：传统的肿瘤研究理论把肿瘤看作为一个均一的细胞团体，并认为肿瘤生长是所有肿瘤细胞共同增殖的结果。而近年来的研究表明，肿瘤是一个异质性的组织，肿瘤的生长是由于肿瘤组织中一小部分具有干细胞性质的肿瘤细胞增殖分化的结果，并由此提出了“肿瘤干细胞假说”。肿瘤干细胞假说的提出为现代肿瘤研究提供了一个新的研究方向，其对研究肿瘤的生物学特性以及肿瘤的诊断、预防和治疗均有极为重要的作用和意义。) E- l- E8 [* j2 S0 v
关键词：肿瘤；肿瘤干细胞；细胞表面标志；CD133! K- f6 y" I$ w( x# A9 V0 y
* L' a6 {4 i2 ?) r) k0 P
0 u* q2 B9 ~9 h一直以来，肿瘤研究都是生物医学研究的一个重点和难点，传统的肿瘤研究思路似乎已经走到了一个发展平台期。而近年来，肿瘤干细胞研究的发现与兴起，以及肿瘤干细胞假说的提出，这都使肿瘤研究进入了一个新的生命时期。分离、鉴定各种肿瘤干细胞以及深入研究肿瘤干细胞的生物学性质将对肿瘤研究领域和对肿瘤的治疗产生深远的影响。本文就肿瘤干细胞的研究进展做一个综述。
; J. N6 A; T: B, n, _# y0 B1 _( v5 y7 o0 V
1. 肿瘤干细胞认知之路! `# ?8 {0 H4 V1 N
早期表明可能存在肿瘤干细胞的证据可以追溯到十九世纪七十年代，早在1875年，病理学家 Cohnheim[1] 在用显微镜对肿瘤组织和胚胎组织进行观察和比较时，发现两者很相似，因而认为，肿瘤可能来源于位置错误的残余胚胎样细胞。到了上个世纪初，学者Rotter[2]通过研究认为，存留在腺体之外的性细胞有可能形成肿瘤。1956年，Makino等[3]分析了大鼠腹水中肿瘤细胞的染色体，发现这些高度变异的染色体有可能来自同一个克隆。
: S3 Y" b1 Z5 i) X+ r& ]人们真正开始对肿瘤干细胞进行深入研究是开始于二十世纪六十年代，1963年，Bruce 和 van der Gaag[4]实验证明脾脏克隆形成技术可以用来定量检测淋巴瘤细胞的增殖能力。Kleinsmith和Pierce[5]研究发现仅仅单独一个胚胎肿瘤细胞产生的后代包含了14种不同的组织类型，这暗示了畸胎癌起源于一个多能的恶性干细胞。其后，Wodinsky等[6]发现将淋巴细胞白血病L1210细胞移植到体内，脾脏克隆形成率只有1%~3%。Park[7]和他的同事将小鼠腹水中获得的不同种骨髓瘤细胞体外克隆培养，仅有0.01%~1%的肿瘤细胞可以形成克隆集落，与体内进行的脾脏克隆形成实验得到的克隆形成率相一致。1975年Cairns[8]阐述了三种在自然条件下能延缓组织干细胞发生突变的可能存在的机制，并且提示如果存在一个早期突变将会更加有利于克隆形成过程中的变异。Sell和Pierce[9]在分析前人研究成果之后，认为肿瘤细胞也和正常组织细胞一样存在分化、成熟，如果阻断肿瘤干细胞的分化会有利于肿瘤干细胞的增殖和肿瘤的生长、恶化。1997年，Blair等[10]与Bonnet及其同事[11]分别报道了在急性骨髓性白血病中只有很少的一部分细胞（0.02%-1%）能够在NOD/SCID小鼠体内形成新的肿瘤。
5 u1 n: F( f* ]6 C' r在前人研究的基础上，Reya等[12]于2001年提出“肿瘤干细胞假说”，该假说认为肿瘤组织是由异质性的细胞群体组成，肿瘤组织中存在的一小部分具有干细胞性质的肿瘤干细胞具有无限的自我更新能力，可以产生与上一代完全相同的子代细胞，并且具有多种分化潜能和高度增殖能力，产生不同表型的肿瘤细胞，并使肿瘤在体内不断扩大，或形成新的肿瘤。
s( C" a5 P, O2002年，Clarke的研究小组[13]利用流式细胞仪首次从乳腺癌肿分离出肿瘤干细胞。2003年Al-Hajj等[14]通过特异性的细胞表面标志Lin-ESA+CD44+CD24-/low分离纯化出乳腺癌干细胞，这种干细胞只占有乳腺癌细胞的2%，但只需要200左右个细胞就可在小鼠乳腺中形成肿瘤。此后，研究人员又用不同的细胞表面分选标记分别从脑神经胶质瘤[15]、肉瘤[16]、结肠癌[17,18,19]、头颈癌[20]、肝癌[21,22,23]、肺癌[24]、黑素瘤[25]、胰腺癌[26]、前列腺癌[27]中分离出肿瘤干细胞，这些研究进一步支持了肿瘤干细胞假说,也为开拓新一代肿瘤治疗方案提供了依据。, E0 n1 ?- q7 o4 U. H* }
% t% ?7 |3 A9 P: {3 A6 H
2. 肿瘤干细胞的起源, ^& \. T# a* E: q+ d+ n% H# q
关于肿瘤干细胞的起源，Reya和Weissman等[12] 通过比较造血干细胞和白血病干细胞的特点，发现它们之间有很多相似之处：① 都有自我更新和增殖分化的能力；②存在相似的调节自我更新的信号通路，比如Bmi-1、Wnt、Shh、和Notch等[40-42]；③ 可以分化成各种不同表型的细胞。因此，认为肿瘤干细胞很可能是起源于正常的干细胞，因为从干细胞突变成肿瘤干细胞要比从已经分化的细胞重编程为具有自我更新能力的细胞要来得简单的多。而且另外一个理由是，肿瘤的产生是多基因突变作用的结果，由于干细胞具有自我更新能力，且生存周期比较长，因此，干细胞发生多次突变的机会远比成熟的终末分化细胞高。在长期的生存过程中，干细胞最有可能累积多种基因突变，发生恶性转化而转变成肿瘤干细胞。4 y1 s' I3 ]5 L4 D& N% z: i
除了正常的干细胞可以作为肿瘤干细胞的来源之外，定向祖细胞也可以作为肿瘤干细胞的来源之一。近年来的一些研究[30、37-39]支持了这种推测，他们的研究表明由于基因易位而产生的一些融合蛋白可以将白血病干细胞的特征传递给定向造血祖细胞，并且通过用基因表达谱分析发现，白血病干细胞的基因表达谱和定向祖细胞的基本一致，只有少数本来只在造血干细胞中表达而在定向祖细胞中不表达的基因，在白血病干细胞中又重新被激活，而这些大部分都是调控细胞自我更新能力的基因。, H% t+ a$ l4 w; r/ K; Z4 ?" E
+ d* c$ L# }5 x- W7 C7 W3. 肿瘤干细胞与肿瘤
, c5 T( z7 B- u6 v& B3.1 白血病& G! ?- z0 i. }9 w6 J& N* _& r7 C" r
肿瘤干细胞生物学特征在造血系统中研究的最早也是最深入的。大部分肿瘤干细胞的知识也都是通过研究造血干细胞和白血病干细胞（leukemia stem cell）而获得的。在二十世纪八十年代末九十年代初的时候，人们对细胞表面标记谱的了解加深，并将其与荧光活化细胞分离技术（FACS）结合起来，使得快速分离纯化干细胞成为可能，这极大地推动了肿瘤干细胞的研究,也使得为肿瘤干细胞的存在提供更直接的证据成为可能[28]。
3 I8 J; E! b2 T$ M9 ]Dick等[29，11]利用FACS从急性骨髓性白血病（AML）中首次分离出肿瘤干细胞。他们发现在AML细胞中，只有表型为CD34+CD38-的AML细胞才能在NOD/SCID（nonobese diabetic, severe-combined immunodeficient）小鼠中产生类似人类的急性粒细胞白血病，而表型为CD34+CD38+和CD34-的AML细胞在NOD/SCID小鼠中都不能诱导产生白血病。另外，这种通过异源移植肿瘤细胞产生的AML可以继续移植到新的小鼠体内而诱导产生新的AML，这也从另一个方面说明CD34+CD38-表型的AML细胞具有自我更新的能力。有趣的是，白血病干细胞（Leukemia Stem Cells）的CD34+CD38-表型和造血干细胞HSCs的表型一样，因此，认为LSCs有可能来源于HSCs。近年来Krivtsov和Twomey等[30]的研究工作支持了这种假设，他们通过比较LSCs和GMPs（granulocyte macrophage progenitors）的基因表达谱，发现两者之间的基因表达谱绝大部分都相似，而只有少数与干细胞或者自我更新相关的基因被重新激活。并且他们还认为从GMPs转变成LSCs可能是由MLL-AF9融合蛋白引起的，他们通过在GMPs中表达MLL-AF9融合蛋白，然后将这些GMPs注入到亚致死剂量照射的小鼠体内，发现能在这些小鼠体内产生AML，并且产生的LSCs只需要4个就可以在受体小鼠中产生新的AML。# D+ H( x- U7 T& F8 H) k6 E
此外，Cox等[31]用急性淋巴母细胞白血病（Acute lymphoblastic leukemia）标本研究，发现只有CD34+CD19-或者CD34+CD10-表型的细胞才能在动物模型中形成肿瘤，这提示了急性淋巴母细胞白血病细胞可能来源于造血干细胞。, m5 W% G( h! s6 ~3 R# `
1 `- }# C5 W. ^# S% C# _3 I# O3.2 乳腺癌
; H+ I, P! l; o( W乳腺癌组织是由异质性的乳腺癌细胞群体组成，其各型细胞的表面分子标记不同，这些表面分子标记分别包括CD44、CD24、B38.1及ESA（epithelial specific antigen），CD24和CD44 是粘附分子，而B38.1则被认为是乳腺癌和卵巢癌的特异性标记。Al-Hajj等[14]利用流式细胞仪首次将各种表型的乳腺癌细胞分离出来，然后把这些细胞以2、5、8×105的量注入到NOD/SCID小鼠乳房脂肪垫中致瘤，发现所有的CD44+、B38.1+、CD24-在12周内都形成肿瘤。而注入表型为CD44-、B38.1-、CD24+癌细胞的小鼠都没有长瘤。接着将CD44+CD24-/lowLineage-细胞和其它Lineage-表型的细胞注入到小鼠乳房脂肪垫中，发现5×104个细胞能长出肿瘤，而当细胞移植量为104个时却只有很少的一部分能长出肿瘤。另外，注入103个表型为CD44+CD24-/lowLineage-细胞在小鼠体内致瘤率为100%。其后进一步研究发现，将CD44+CD24-/lowLineage-细胞在小鼠体内连续传四代，其仍旧具有强致瘤性，并且这种表型的细胞可以分化产生其它表型的肿瘤细胞。CD44+CD24-/lowLineage-乳腺癌细胞这种特性和干细胞的性质极为相似，故可以认为CD44+CD24-/lowLineage-乳腺癌细胞为乳腺癌干细胞。! r! T0 {0 X2 y5 l- a9 Y
2 v# ^2 @! M! _3 Z5 |( u0 ~3.3 神经胶质瘤2 k5 R9 o2 D1 A, E
Singh[32]等在2003年从人原发性脑瘤的不同亚型的肿瘤细胞中分离纯化出脑肿瘤干细胞（Brain Tumor Stem Cells, BTSCs），并且这些细胞有显著的增殖、分化和自我更新能力。他们分离的这种细胞亚型表达细胞表面标记CD133，并且这种CD133+细胞只占有全部肿瘤细胞中的极少的一部分。CD133+细胞不表达分化的神经细胞表面标志，CD133+细胞在体外能分化成其他亚型的肿瘤细胞，且这些肿瘤细胞的表型和体内肿瘤细胞的表型相一致。BTSCs在一定程度上和正常的神经干细胞很相似，它们具有同样的表型，都表达CD133和nestin，并且从不同病人脑瘤中分离出的BTSCs都具有相同的表型，这暗示了BTSCs可能来源于正常神经干细胞。目前为止，很多不同的研究小组已经将从临床上不同级别的神经胶质瘤中的BTSCs分离鉴定出来[33-35]。
! ~. l) n! }7 `1 \0 o1 @5 i: d对神经胶质瘤干细胞研究已经足够确定BTSCs的存在，但是，确切地说，神经胶质瘤干细胞研究还有一定的局限性。一个肿瘤干细胞不仅仅是能诱发肿瘤，更重要的是，它需要具有产生和分化出与原始肿瘤具有一样表型的肿瘤的能力。当然这样的研究需要将神经胶质瘤细胞移植到免疫缺陷小鼠的神经发生区域，这个在技术上本身就具有很大的挑战性。除此之外，对神经胶质瘤干细胞的研究也还存在其它的限制因素[see review.36]。
@- Z9 x- t3 J6 ~& z" r k- ~# M+ D( K
3.4 结肠癌 / g+ z* K: E( r, g
O'Brien等[18]和Ricci-Vitiani等[19]在今年同时报道他们已经成功地分离并鉴定了富含结肠癌干细胞的CD133+表型结肠癌细胞亚群。O’Brien研究发现所有的结肠癌起始细胞（colon cancer-initiating cells, CC-ICs）都是CD133+表型的，有限稀释分析试验表明5.7×104个未分选的肿瘤细胞中含有一个CC-IC，而在262个CD133+肿瘤细胞中就含有一个CC-IC，说明CD133+结肠癌细胞中富含CC-ICs量为未分选的肿瘤细胞的200倍。通过一连续的小鼠致瘤试验证明CC-ICs具有自我更新能力，并且能分化成其它类型的肿瘤细胞。Ricci-Vitiani等在用无血清培养基培养CD133+结肠肿瘤细胞时，发现其在体外能以未分化的肿瘤球的形式迅速增殖生长并持续一年以上，并且移植后产生的肿瘤与原始肿瘤表型相同。
5 c) S6 O! K+ n7 Z而Clarke等[17]则认为结肠癌干细胞的表型应该是EpCAMhigh/CD44+，因为在有的肿瘤中可能不表达CD133分子，但却可以表达CD44表面分子，这说明细胞表表面标志为EpCAMhigh/CD44+的结肠癌细胞中富含的结肠癌干细胞要比CD133+表型的更加全面，并且EpCAMhigh/CD44+表型的细胞也可以用CD133表面标志来分选CD133+细胞亚群。另外他们认为CD166可以用来进一步分选出结肠癌干细胞。' @/ r& f8 L# a2 X# v
. x9 I/ j/ t: x: g7 u- G
3.5 肝癌
. V3 _+ j/ r7 }0 h2 O, W1 HSuetsugu等[23]首次在肝癌细胞系Huh-7中分离出CD133+表型的细胞，通过流式细胞仪分析发现该亚型的细胞占有Huh-7细胞系总体的50.8%。RT-PCR结果表明，Huh-7 CD133+细胞的甲胎蛋白（AFP）mRNA表达水平明显高于Huh-7 CD133-细胞的AFP mRNA表达水平。在SCID小鼠成瘤试验中，Huh-7 CD133-细胞不能使小鼠致瘤，而Huh-7 CD133+细胞能成功致瘤。Yin等[22]在研究肝癌细胞系SMMC-7721时，发现CD133+表型的细胞只占有细胞系总数的0.1~1%。SMMC-7721 CD133+ 细胞具有很强的致瘤性，体外培养的时候，在软琼脂和Matrigel上具有较强的克隆形成能力。体内试验发现1000左右个CD133+ SMMC-7721细胞足够在NOD/SCID小鼠中成瘤，而CD133-表型的细胞则不具有致瘤的能力。另外，他们还发现CD133+细胞也同样存在于原发肝细胞癌样品中，以及肝硬化的组织中，正常肝组织中则不存在CD133+表型的细胞。这些研究表明肝细胞癌中的肝癌干细胞的表型有可能是CD133+，或者是CD133+肝癌细胞中的一个亚型。然而，由于肝癌的种类繁多，而且各种肝细胞的起源也不尽相同，以及肝细胞所具有的一些特殊性质（比如，终末分化的肝细胞在肝脏损伤的情况下可以重新被激活分裂增殖能力），是否各种肝癌干细胞都是同一个表型，还有待于更多的研究去论证。% B8 f$ V& @2 Z7 H+ ]
; L W$ V" T& ]$ @, _3.6 前列腺癌, r8 N/ V+ S' N0 N6 E
Collins等[27]从前列腺癌中分离出具有CD44+/ 2 1high/CD133+表型的前列腺癌干细胞，这种细胞只约占肿瘤细胞的0.1%，具有很强的自我更新能力，并且可以产生其它各种具有分化标志的非致瘤癌细胞，比如能表达雄激素受体以及前列腺酸性磷酸酶。他们还从不同级别的前列腺癌中分离出CD44+/ 2 1high/CD133+表型的肿瘤细胞，并发现这种前列腺癌干细胞与前列腺癌的级别无关。
3 L9 T: B1 u6 V& @9 X
. m, f3 d0 h" N; f3.7 其它肿瘤组织中的肿瘤干细胞7 C" t# a0 K5 M; o# V' b" x
目前除了在上述的几种肿瘤组织中分离出肿瘤干细胞之外，在其它肿瘤组织中也陆续发现、分离出富含肿瘤干细胞的细胞亚群。Gibbs等[16]从骨肉癌中分离出一小亚群肿瘤细胞，它们具有自我更新能力，并且在无血清的条件下能形成悬浮的细胞球，称为“Sarcospheres”。这些骨肉瘤细胞能在基因水平表达STAT3以及多能胚胎干细胞的标志基因Oct3/4和Nanog，但从蛋白水平来检测却发现量很少。进一步研究发现，只有表达间充质干细胞标志Stro-1，CD44和CD105的肿瘤细胞才能被诱导分化为其它表型的肿瘤细胞。这表明骨肉瘤干细胞的表型应为Stro-1+/CD105+/CD44+。
* G! C( R* _# PPrince等[20]在对头颈癌的研究中发现，CD44+表型的肿瘤细胞中存在一小部分细胞能在小鼠体内试验中生成新的肿瘤。进一步分析表明，具有致瘤能力的CD44+细胞能在RNA和蛋白水平表达BMI1基因，而BMI1基因在干细胞调控自我更新中起着重要作用，当然BMI1 也和肿瘤发生有关联。+ Z' m9 a! @8 e2 x. ^/ M
Fang等[25]研究分析了黑色瘤干细胞，他们发现在分析的样品中，其中约有20%的黑素瘤能在人胚胎干细胞培养基中生长，并且其中有一小部分细胞能形成悬浮的细胞球。而从黑素瘤细胞球中分离出来的细胞在适当的条件下能分化成多种种类的细胞，如黑素细胞，脂肪细胞，骨细胞，软骨细胞等，这表明这种细胞又重新获得了神经嵴细胞的可塑性。在进行一系连续的体外克隆试验和体内移植试验发现这种多潜能黑素瘤球状细胞依然能保持这种特性。进一步研究发现这些细胞都表达细胞表面分子CD20，即这些肿瘤发生细胞可以用CD20表面分子富集或者说黑素瘤干细胞的表型为CD20+。
, {$ F% a# q; w9 L$ f. p) l% ]Li等[26]发现表型为CD44+/CD24+/ESA+的胰腺癌细胞在免疫损害的小鼠中具有高致瘤性，而这种表型的细胞只占全部胰腺癌细胞的0.2-0.8%，有一半的小鼠在注射入100个CD44+/CD24+/ESA+表型的胰腺癌细胞都能成功致瘤，并且这种异源移植产生的肿瘤和人原发性的胰腺癌在组织学上都没有区别。CD44+/CD24+/ESA+表型的胰腺癌干细胞和正常干细胞一样具有自我更新的能力，且这些细胞的发育信号分子sonic hedgehog表达有所增高。4 c1 O: x7 i5 v+ f# f% r* V7 v
肺癌中尽管暂时没有分离出肿瘤干细胞，但动物实验模型提示存在肺癌干细胞。Kim等[24]在2005年利用细胞表面标志从大鼠细支气管和肺泡管结合部位分离出表型为Sca-1+/CD45-/PECAM-/CD34+的支气管肺泡干细胞（Bronchioalveolar stem cells, BASCs）。BASCs能在支气管或者肺泡损伤时发生增殖。BASCs具有明显的自我更新能力，并且是多潜能细胞。体外培养时或者肺癌细胞前体的K-ras基因的活化能使BASCs增殖。这些都表明BASCs有可能通过突变而产生肿瘤。具体的肺癌干细胞的鉴定和纯化以及生物学性质还有待于进一步的深入研究。
( N7 X1 t9 w6 h! S: q2 L) v8 Z- `+ S; A: N& [
4. 肿瘤干细胞在临床治疗中的意义- R- {( ]7 G1 m+ R! {
4.1 肿瘤干细胞假说在临床上的意义
7 Z, X9 m4 d `* ]肿瘤干细胞假说的提出对现有的肿瘤治疗手段发出了挑战。现有的治疗肿瘤的方法主要是依靠尽可能多的杀死肿瘤细胞，减少肿瘤细胞数量来达到治疗效果。然而，经过临床治疗，大多数肿瘤患者一段时间之后又会复发肿瘤，这也是目前肿瘤生物学研究上一个很难解决的问题。而按照肿瘤干细胞假说来看待现在拥有的肿瘤治疗方法，就能解释为什么在肿瘤治疗中很多治疗方案都不理想。目前的大多数肿瘤治疗方案都只能将一些快速增长的肿瘤细胞杀死，对于具有干细胞性质的肿瘤细胞却收效甚微，经过这种治疗之后的往往不能完全根除肿瘤，而只有极少数能够杀死肿瘤干细胞的治疗方法才能有效地治愈肿瘤。" z8 k: r: [9 o0 M W6 f
尽管肿瘤干细胞假说很具有吸引力，但是目前就肿瘤干细胞这个细胞群体在临床上的重要性依旧不太清楚。肿瘤干细胞在临床上的行为可能很大程度上取决于这个群体的数量和它们的生物学特征，而目前对这方面的研究很欠缺[12]。: p9 b. K+ [5 M R; c
另外一方面，肿瘤干细胞假说对肿瘤临床诊断与治疗策略方面也有很大的指导作用。随着越来越多的证据表明肿瘤来源于肿瘤干细胞，很多肿瘤研究人员以及临床研究人员都将研究的重点放在肿瘤干细胞上，而不是整个肿瘤，这样将能更快地发现肿瘤干细胞的性质和特点，为寻找新的更为有效的肿瘤治疗方案奠定坚实的基础。% x# f6 }& H' J$ u
4.2 肿瘤干细胞表面标志与临床治疗4 N! a, \4 D- Y! Z! |
现在很多种细胞标志被用来鉴定干细胞性质的肿瘤起始细胞(Tumor initiating cells, TICs)，现在已经鉴定出来的肿瘤干细胞表面标志如下表1所示。
% T: r V& p& E/ y0 a9 t* B
5 C" D2 v B9 c. V* H表1 各种肿瘤干细胞表面标志
@9 |* [' j3 s2 p, ^, r 肿瘤类型 肿瘤干细胞的细胞表面标记 参考文献
' W6 t- a8 |# g% W+ R( [7 o; o/ U 白血病 CD44+/CD38- [11] ( T5 [+ j4 v7 ~. m
乳腺癌 CD44+/CD24-/low/Lineage- [14] 7 I9 w* R2 X# o2 P' A
脑神经胶质瘤 CD133+/musashi-1+/nestin+ [15,43,44] / C0 T- N- t j$ |
肉瘤 Stro-1+/CD105+/CD44+ [16] & z) \# |) }0 A
头颈癌 CD44+/BMI-1+ [20]
) ~9 e7 H( N N+ O; [' Z' b: o 肺癌 Sca-1+/CD45-/PECAM-/CD34+ [24]
4 f; W# F1 Q; z/ k c; g 肝癌 CD133+ [21,22,23] + {; n' b, A: [7 P
黑素瘤 CD20+ [25] & G0 T# g- T7 w" V! z9 r5 B8 n
胰腺癌 CD44+/CD24+/ESA+ [26]
9 y( Q( ^9 L. K0 N% J" S 前列腺癌 CD44+/ 2 1high/CD133+
1 y3 r2 q% L7 s8 y' n[27] 4 t- A8 K3 ^# A1 q+ x* M% Y9 I
结肠癌 EpCAMhigh/CD44+/CD166+,; U8 d" J, G+ i& Z; e$ h
CD133+ [17],
) a M4 W ^) R[18,19]
- e3 m% m) X. D+ E2 O5 Z$ W % G. K( t: p1 W+ V# P/ ]2 j4 ^7 u
现在鉴定的这些肿瘤起始细胞的表面标记对肿瘤干细胞的生物学作用目前还不太清楚。有学者[45]认为，一些肿瘤干细胞所表达的细胞表面标记可能与肿瘤治疗耐受有关，其中细胞表面分子CD133就是一个很好的例子。Frank等[46，47]在研究恶性黑素瘤细胞和人表皮黑色素细胞时发现，黑素瘤组织的CD133以及ATP酶泵ABCG5都存在高水平的表达，在CD133+表型的细胞中ABCG5的表达有所上调，而且CD133+/ABCG5+黑素瘤细胞对亚德里亚霉素（doxorubicin）的治疗耐受。他们认为，ABCG5可以看作为化学治疗耐受的一个标志，且可被用来作为肿瘤治疗的一个靶标。另外，CD133+神经胶质瘤细胞也对放射疗法耐受。Bao等[48]发现，在放射治疗之后，神经胶质瘤细胞获得了更高水平的耐受能力，并且伴随着CD133表达的增加。当然，目前我们对CD133的确切功能还不了解，不清楚CD133仅仅是耐受细胞的一个细胞标志还是高表达CD133则关联着肿瘤干细胞对治疗的耐受。因此，在这方面，还应需要做更多的深入研究，为以后寻找根除肿瘤起始细胞的方法提供良好的理论依据。
4 \9 U e: }" R U' O6 }! {7 i0 d2 l
5. 展望, r* b/ d$ B3 H& u
对肿瘤干细胞的研究已成为当前肿瘤研究的热点，尽管目前我们在肿瘤干细胞分离、纯化及鉴定上取得了很大的进展，但是对肿瘤干细胞的生物学特性、以及它在肿瘤中的分布、数量都研究和了解得很少，因此，除了继续在其它肿瘤组织中分离、鉴定出新的肿瘤干细胞之外，今后的研究工作重心应该集中在研究肿瘤干细胞的生物学特征上，了解肿瘤干细胞较其它肿瘤细胞所具有的一些特殊信号调控路径，以及其在肿瘤组织中的分布和数量，这将有助于我们对肿瘤的诊断和预后判断。
7 D' X+ ?% o4 v( E, C随着对肿瘤干细胞研究的深入，以及肿瘤干细胞假说的完善，相信在不久的将来，人们终究会探明肿瘤干细胞的生物学特性，并利用掌握的这把利剑为治愈肿瘤患者开辟出一条光明大道。
: @; T. E4 F, W3 T; F" c
2 r6 Y) k, R4 i# O; A7 N参考文献
# V5 H- u1 d: _3 r) ?& {/ [1. V.J. Cohnheim. Congenitales, quergestreiftes muskelsarkom der nieren. Arch. Pathol. Anat. Physiol. Med. 1875, 65: 64– 69.4 A* A" H n5 a* D
2. H. Rotter. Histogenese der malignen geschwulste. Zeit Krebs 1922, 18: 171– 208.( ^; E9 m6 n4 I) J: _3 v j
3. S. Makino. Further evidence favoring the concept of the stem cell in ascites tumors of rats. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1956, 63: 818– 830.
/ J; S" b; h# F9 e0 l G# } {* `* t4. W.R. Bruce, H. van der Gaag. A quantitative assay for the number of muring lymphoma cells capable of proliferation in vivo. Nature 1963, 199: 79– 80.
0 v4 g0 s- t+ s$ j$ e5. L.J. Kleinsmith, G.B. Pierce. Multipotentiality of single embryonal carcinoma cells. Cancer Res 1964, 24: 1544– 1551.5 \& S% l3 p0 U" Z1 }* U+ {
6. I. Wodinsky, J. Swiniarski, C.J. Kensler. Spleen colony studies of leukemia L1210. Growth kinetics of lymphocytic L1210 cells in vivo as determined by spleen colony assay. Cancer Chemother. Rep. 1967, 51: 415– 421.
) i, Y0 h# \* u8 A. M7. C.H. Park, D.E. Bergsagel, A. McCulloch. Mouse myeloma tumor stem cells: a primary cell culture assay. JNCI 1971, 46: 411 – 422.' W$ ~- K1 C }% t+ c
8. J. Cairns. Mutation, selection, and the natural history of cancer. Nature 1975, 255: 197– 200.* {5 U A: J4 {1 i/ X
9. S. Sell, G.B. Pierce. Maturation arrest of stem cell differentiation is a common pathway for the cellular origin of teratocarcinomas and epithelial cancers. Lab. Invest. 1994, 70: 6 –221 Z4 Z& E' A; l$ d5 G2 F
10. A. Blair, D.E. Hogge, L.E. Ailles, P.M. Lansdor, H.J. Sutherland. Lack of expression of thy-1 (CD90) on acute myeloid leukemia cells with long-term proliferative ability in vitro and in vivo. Blood 1997, 89: 3104– 31129 \2 F6 f' \: g; m. u& g$ N
11. D. Bonnet, J.E. Dick. Human acute myeloid leukemia is organized as a hierarchy that originates from a primitive hematopoietic cell. Nat. Med. 1997, 3: 730– 737.
2 X2 G1 F7 n" w" |12. T Reya, S.J. Morrison, M.F. Clarke, I.L. Weissman. Stem cells, cancer, and cancer stem cells. Nature 2001, 414: 105-111.5 ?1 Y2 O( e4 H5 Z8 j
13. M.F. Clarke, S.J. Morrison, M.S. Wicha, et al. Isolation and use of solid tumor stem cells. United States Patent Application. 2002, 2002119565.
' H, a. |* n4 S7 T& P14. M. Al-Hajj, M.S Wicha, M.F. Clarke, et al. Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2003, 100: 3983-3988.' p3 M, ^! A* d4 t3 Q! q. V
15. S.K.Singh, C Hawkins , I.D. Clarke, J.A. Squire, J. Bayani , T. Hide, R.M. Henkelman, M.D. Cusimano, P.B. Dirks. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature 2004, 432: 396-401. % X2 p0 v, L' ]) f, g, @ ^4 B
16. C.P. Gibbs, V.G. Kukekov, J.D. Reith, O. Tchigrinova, O.N. Suslov, E.W. Scott, S.C. Ghivizzani, T.N. Ignatova, D.A. Steindler. Stem-like cells in bone sarcomas: implications for tumorigenesis. Neoplasia (New York, NY) 2005, 7: 967-976.4 V- [$ g1 A5 n" c1 P" m2 O$ s
17. P. Dalerba, S.J. Dylla, I.K. Park, R. Liu, X. Wang, R.W. Cho, T. Hoey, A. Gurney, E.H. Huang, D.M. Simeone, A.A. Shelton, G. Parmiani, C. Castelli, M.F. Clarke. Phenotypic characterization of human colorectal cancer stem cells. Proc Natl Acad Sci USA 2007, 104: 10158-10163.9 n+ Q5 v& M+ n" F$ w- W
18. C.A. O'Brien, A. Pollett, S. Gallinger, J.E. Dick. A human colon cancer cell capable of initiating tumour growth in immunodeficient mice. Nature 2007, 445: 106-110.: B; ]+ v3 j* d) ]8 A/ g, @1 S6 u+ o
19. L. Ricci-Vitiani, D.G Lombardi, E Pilozzi, M. Biffoni M, Todaro M, Peschle C, De Maria R. Identification and expansion of human colon-cancer-initiating cells. Nature 2007, 445: 111-115., C* q: g" X2 N. y7 r
20. M.E Prince, R Sivanandan, A Kaczorowski, G.T Wolf, M.J Kaplan, P Dalerba, I.L Weissman, M.F Clarke, L.E Ailles. Identification of a subpopulation of cells with cancer stem cell properties in head and neck squamous cell carcinoma. Proc Natl Acad Sci USA 2007, 104: 973-978.8 l) q3 N" x( w$ s% J- b/ F7 \5 |
21. S Ma, KW Chan, L Hu, T.K Lee, J.Y W, IO Ng, BJ Zheng, XY Guan. Identification and characterization of tumorigenic liver cancer stem/progenitor cells. Gastroenterology 2007, 132: 2542-2556.
% O( Y; j$ U; ~; T22. S Yin, J Li, C Hu, X Chen, M Yao, M Yan, M Yan, G Jiang, C Ge, H Xie, D Wan, S Zheng, J Gu. CD133 positive hepatocellular carcinoma cells possess high capacity for tumorigenicity. Int J Cancer 2007, 120: 1436-1442.
2 T, [1 b5 g# e7 Y4 a23. A Suetsugu, M Nagaki, H Aoki, T Motohashi, T Kunisada, H Moriwaki. Characterization of CD133+ hepatocellular carcinoma cells as cancer stem/progenitor cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006, 351: 820-824.
% w& C7 W2 G9 @24. CF Kim, EL Jackson, AE Woolfenden, S Lawrence, I Babar, S Vogel, D Crowley, RT Bronson, T Jacks. Identification of bronchioalveolar stem cells in normal lung and lung cancer. Cell 2005, 121: 823-835.
) U% |* X" e8 G& S+ s25. D Fang, TK Nguyen, K Leishear, R Finko, AN Kulp, S Hotz, PA Van Belle, X Xu, DE Elder, M Herlyn. A tumorigenic subpopulation with stem cell properties in melanomas. Cancer Res 2005, 65: 9328-9337.
: V9 M* u$ U6 J8 P3 J2 L! w2 e" |26. C Li, DG Heidt, P Dalerba, CF Burant, L Zhang, V Adsay, M Wicha, MF Clarke, DM Simeone. Identification of pancreatic cancer stem cells. Cancer Res 2007, 67: 1030-1037.
& R6 H# T" y* B1 d27. AT Collins, PA Berry, C Hyde, MJ Stower, NJ Maitland. Prospective identification of tumorigenic prostate cancer stem cells. Cancer Res 2005, 65: 10946-10951.- N4 W/ e/ u6 }% ]1 {6 B; | V6 l
28. GL Spangrude, S Heimfeld, IL Weissman. Purification and characterization of mouse hematopoietic stem cells. Science 1988, 24: 58-62.
" b3 }" D& ] c9 p+ r1 V; D/ ?29. T Lapidot, C Sirard, J Vormoor, B Murdoch, T Hoang, J Caceres-Cortes, M Minden, B Paterson, MA Caliqiuri, JE Dick. A cell initiating human acute myeloid leukaemia after transplantation into SCID mice. Nature 1994, 367: 645-648.
; Z, } Q6 u0 ]# ]# `& }) B30. AV Krivtsov, D Twomey, Z Feng, MC Stubbs, Y Wang, J Faber, JE Levine, J Wang, WC Hahn, DG Gilliland, TR Golub, SA Armstrong. Transformation from committed progenitor to leukaemia stem cell initiated by MLL-AF9. Nature 2006, 422: 818-822.
. j9 O0 _& Z- m }3 r6 d31. CV Cox, RS Evely, A Oakhill, DH Pamphilon, NJ Goulden, A Blair. Characterization of acute lymphoblastic leukemia progenitor cells. Blood 2004, 104: 2919-2925.# a+ i) k3 M, N0 Y. @/ K6 g
32. Singh SK, et al. Identification of a cancer stem cell in human brain tumors. Cancer Res 2003; 63: 5821–5828.
0 _4 \' m9 m! `6 K6 |! M33. Yuan X, et al. Isolation of cancer stem cells from adult glioblastoma multiforme. Oncogene 2004; 23: 9392–9400.- L K! o I9 M" c
34. Hemmati HD, et al. Cancerous stem cells can arise from pediatric brain tumors. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100: 15178–15183.
. A" y: L0 E* b: S* l, _5 Z/ G" V35. Galli R, et al. Isolation and characterization of tumorigenic, stem-like neural precursors from human glioblastoma. Cancer Res 2004; 64: 7011–7021.) Z9 G9 Y- E2 N- o$ G" C' u
36. X Fan, LG Salford, B Widegren. Glioma stem cells: Evidence and limitation. Semin Cancer Biol 2007, 17: 214-218.
- v, i* g2 x2 y7 `# F5 H0 ~) |37. BJ Huntly, et al. MOZ-TIF2, but not BCR-ABL, confers properties of leukemic stem cells to committed murine hematopoietic progenitors. Cancer Cell 2004, 6: 587-596.* X7 A+ S8 `# t4 m
38. A Cozzio, et al. Similar MLL-associated leukemias arising form self-renewing stem cells and short-lived myeloid progenitors. Genes Dev. 2003, 17: 3029-3035.
2 P! N3 N! ~5 d/ i39. CW So, et al. MLL-GAS7 transforms multipotent hematopoietic progenitors and induces mixed lineage leukemias in mice. Cancer Cell 2003, 3: 161-171.
) g/ S7 x8 t; P3 ?& x5 h40. RY Tsai. A molecular view of stem cell and cancer cell self-renewal. Int J Biochem Cell Biol 2004, 36: 684-694.
' d4 _( B+ J! C1 x$ N; H41. B Vamum-Finney, L Xu, C Brashem-Stein, et al. Pluripotent, cytokine-dependent, hematopoietic stem cells are immortalized by constitutive Notch1 signaling. Nat Med 2000, 6: 1278-1281.
1 ~( K1 i' Z% C42. G Bhardwaj, B Murdoch, D Wu, et al. Sonic hedgehog induces the proliferation of primitive human hematopoietic cells via BMP regulation. Nat Immunol 2001, 2: 172-180., I Q, x! y0 a) n( r! ?. M; o
43. AL Vescovi, R Galli, BA Reynolds. Brain tumour stem cells. Nat. Rev. Cancer 2006, 6: 425-436.
* u9 v4 K7 i# b4 T9 y; j9 o44. GJ Pilkington. Cancer stem cells in the mammalian central nervous system. Cell Prolif. 2005, 38: 423-433.! x9 w+ `; ^: W, f9 T
45. J Neuzil, M Stantic, R Zobalova, J Chladova, et al. Tumor-initiating cells vs. cancer ‘stem’ cells and CD133: What’s in the name? Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007, 355: 855-859.* B8 F6 }1 c0 @* _8 T, _5 X
46. Y Frank, SS Pendse, PH Lapchak, et al. Regulation of progenitor cell fusion by ABCG5 P-glycoprotein, a novel human ATP-binding cassette transporter. J. Biol. Chem. 2003, 278: 47156-47165.5 g8 x: b+ @5 m4 W' d' J9 T' R- n
47. NY Frank, A Margaryan, Y Huang, et al. ABCG5-mediated doxorubicin transport and chemoresistance in human malignant melanoma. Cancer Res. 2005, 65: 4320-4333., w( E; y, [9 K! K ~( A
48. S Bao, Q Wu, RE McLendon, Y Hao, et al. Glioma stem cells promote radioresistance by preferential activation of the DNA damage response. Nature 2006, 444: 756-760. |
附件: 你需要登录才可以下载或查看附件。没有帐号？注册
-
总评分: 威望 + 53
包包 + 104
查看全部评分
|
发表于 2009-3-12 09:32
发表于 2009-3-17 10:30
