肺癌干细胞的研究进展

肺癌干细胞的研究进展

摘要: 肿瘤起源于干细胞，肿瘤干细胞是肿瘤转移、复发的根源。肺癌肿瘤干细胞研究相对滞后，目前为止尚未能获得公认的肺癌肿瘤干细胞数据，但动物实验模型提示肺癌肿瘤干细胞的存在。应用流式细胞仪可分选支气管肺泡干细胞，针对肺癌干细胞的治疗可能是肺癌治疗的新策略。

关键词:肺癌；肿瘤干细胞；支气管肺泡干细胞

Abstract: Tumors come of stem cells,cancer stem are the source of metastasis and recurrent of tumors.The reseaches of lung cancer stem cells relatively fall behind and have not got received data about lung cancer stem cells,but animal experiment models indicate the existence of lung cancer stem e flow cytometer can separate bronchioalveolar stem cells,the treatment to aim directly at lung cancer stem cells may be the new strategy of lung cancer heal.

Key words: lung cancer: cancer stem: bronchioalveolar stem cell

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

Abstract (1)

Key word (1)

前言 (1)

1肿瘤干细胞 (1)

1.1干细胞和肿瘤干细胞 (1)

1.2肿干细胞 (2)

2肺癌干细胞 (2)

2.1肺癌干细胞的研究现状 (2)

2.2肺癌干细胞的分选方法 (2)

2.3 肺癌干细胞的鉴别方法 (3)

3肺癌干细胞的研究意义及展望 (3)

参考文献 (4)

前言

肺癌是当前危害人类生命和健康最严重的恶性肿瘤。据报道，经手术、放化疗等治疗后5年存活率不足15%。随着环境污染的日益加重，1950年代后发病率迅速上升，目前在男性恶性肿瘤中占第一位，女性的发病率也在不断增长，占恶性肿瘤的第二位［1］，随着肿瘤干细胞学说的兴起，肺癌干细胞研究也方兴未艾，肺癌干细胞可能在肺癌发生、进展过程中发挥关键作用。目前已发现肺癌发生可能与肺内成体干细胞有关，同时也有较多证据支持肺癌内存在肿瘤干细胞，但进一步研究肺癌干细胞的前提和基础是对其进行有效分离与鉴定，这是目前对肺癌干细胞进行深入研究所面临的主要障碍之一。CD133、ABCG2、ALDH等的表达可能与肺癌干细胞有关,希望从肺癌干细胞的角度找到根治肺癌的途径，近年来对肺癌干细胞的研究已经取得了很大进展，。

1肿瘤干细胞

1.1 干细胞与肿瘤细胞

干细胞是一类具有自我更新、高度繁殖和多向分化潜能的细胞群，分为胚胎干细胞和成体干细胞，目前发现干细胞可存在于大量组织及细胞中，如骨髓、外周血、胶质细胞肌纤维等。随着更多的深入研究，人们发现干细胞和肿瘤细胞之间存在许多相似之处: 都具有无限增殖的能力，产生的表型和生物学特性不同的子代细胞，具有一部分相同的信号转导通路，肿瘤细胞的侵袭及转移和干细胞归巢在理论上具有相关性等［2］。肿瘤细胞来源于干细胞的假说认为，正常的干细胞的自我更新能力使其长期存在并不断分裂分化，而成熟细胞存活半衰期相对较短，因此干细胞比成熟细胞更容易积累多次突变，从而演变成肿瘤细胞，如果干细胞自我更新的调控机制发生紊乱就会促进肿瘤细胞生成［3］。

1.2 肿干细胞

1.2000 年，Weissman 等出“肿瘤干细胞”( Cancer Stem Cell，CSSs) 学说，

认为肿瘤细胞组织中存在一小部分具有干细胞特征的

“肿瘤干细胞”，具有高度增殖能力和多向分化潜能，是形成不同分化程度和肿瘤不断扩大的根源。并且一系列研究也进一步支持这个观点，Matsui等［4］从自发性骨髓瘤中分离出一群肿瘤细胞，并将其移植至NOD/DCID 小鼠体内，发现在小鼠体内能够形成多发性骨髓瘤，并且在体外能够连续传代培养。Al － Hajj 等［5］第一次从乳腺癌实体瘤中分离出具有干细胞特性的细胞。这些细胞，虽然数量仅占肿瘤组织的2%，但是其重建肿瘤的能力确是其他肿瘤细胞的50 倍。Feng yan Yu 等［6］发现乳腺癌干细胞的遗传开关( genetic switch) ，一个名为let －7 的微小RNAs，可以通过关闭一些特异性的基因，促成干细胞，虽然仅占前列腺癌组织的0. 1%，但是具有高度增殖潜能，能够分化成多种细胞类型，且能表达雄激素受体和前列腺酸性碳酸酶。O’brien 等［8］从人结肠癌组织分离出人结肠癌干细胞，并且通过将其接种在NOD/SCID小鼠肾背囊接种进一步证实这类细胞具有自我更新和分化重建成结肠癌异质性细胞群体的能力。斯坦福大学研究人员通过对白血病干细胞的基因表达方式研究发现，癌症干细胞基因表达水平更高的患者比表达水平低的患者预后效果要差很多，该发现首次通过临床数据证明了癌症干细胞概念，医疗人员可据此预测群体患者的治疗结果，并帮助开发新的临床疗法［9］。

2肺癌干细胞

2.1肺癌干细胞的研究现状

传统治疗手段通过手术切除、药物杀灭肿瘤细胞虽然能够使肿瘤体积缩小甚至消失，但手术后复发及化疗药物耐药的问题仍然难以解决，基于肿瘤干细胞理论的提出以及对乳腺癌、白血病、脑肿瘤及胃肠肿瘤的肿瘤干细胞的研究均表明肿瘤干细胞可能是导致传统治疗手段疗效不佳的主要原因，尽管手术切除及化疗能够减少或者消除肿瘤，但是局部或者远处转移的肿瘤干细胞仍然能够引起复发且导致化疗药物耐药的产生。因此针对肺癌干细胞的靶向性治疗不仅能够达到最佳的治疗效果，同时还能有效的预防肿瘤的转移和复发。当前主要围绕以下几大方向展开: ①研究不同肺癌干细胞系干细胞分子标志物表达，为肺癌干细胞的分离、纯化以及肿瘤干细胞特性研究奠定基础; ②确定由正常干细胞转化为肺癌干细胞的分子控机制; ③检测肺癌干细胞的基因表达以利于肺癌的诊断与治疗。Vera Levina等［10］将现肺癌CSCs 细胞的高度恶性和有效的细胞因子网络有关，抑制干细胞因子( stem cell factor，SCF) － c－ kit 信号，有效的抑制了CSCs 细胞的增殖，延长化疗后的存活期。并通过联合顺铂与c － kit 抑制剂伊马替尼或抗SCF 抗体有效抑制肺癌细胞及肺癌干细胞亚群的生长。

2.2肺癌干细胞的分选方法

肺癌干细胞的分选主要采用两种方法，一种是应用细胞表面特异性标记进行分选，另一种是根据SP表型进行TSC的分选。

应用细胞表面特异性标记分选使用的主要仪器有两种，即荧光激活细胞分选(fluorescence activated cell sorting，FACS)和磁性激活细胞分选(magnetic activated cell sorting，MACS)。FACS是利用干细胞表面一些膜蛋白，主要是一些CD抗原表达上调和下调的特点，用流式细胞仪分选干细胞，如董强刚等即是采用FACS对A549和SPC A肺腺癌细胞株进行了TSC的研究［11］MACS则是利用未标记的CD抗原等蛋白的单克隆抗体作为第一抗体与单细胞悬液结合，再用免疫磁珠标记的第二抗体与之结合，利用这种特异性一抗、二抗标记的细胞悬液流过特制的磁场，经柱内洗脱收集干细胞。人们发现造血干细胞具有将荧光染料泵出细胞外的特性，即SP特性［12］。目前利用这一特性进行纯化已成为一种常用的分离方法。如Ho等对6种人肺癌细胞株中提取的SP细胞研究后发现其具有TSC特性[13]。SP细胞表面表达ABCG2等ABC家族膜转运蛋白，因此，同样可以应用ABCG2作为标记分选TSC。

2.3肺癌干细胞的鉴别方法

TSC的定义是肿瘤组织中存在的极少量具有自我更新、无限增殖和多向分化潜能的肿瘤细胞。目前研究认为TSC是一个功能学概念，所以其功能测定有重要意义，单纯利用TSC共有标记物得到的细胞还不能被认为是TSC，必须通过一些经典的干细胞实验进行检验。自我更新是干细胞的三大重要特性之一，是指干细胞进行细胞分裂时，其所产生的后代中至少有一个保持与亲代细胞完全相同的性状，而另一个可以定向分化增殖，即不对称性分裂方式。某些细胞如CD133+肺癌细胞能够在含多种生长因子的无血清培养基内以细胞球的方式悬浮生长，这是鉴定其是否具有自我更新能力的重要步骤，也是鉴定其是否为TSC的重要方法[14]。

致瘤能力是鉴定TSC的最重要环节，目前一般通过裸鼠致瘤实验进行检验，通常做法是将分选的细胞接种于免疫缺陷动物体内，观察其在一定时间内形成移