对肿瘤干细胞的认识和可调控的意义
肿瘤干细胞与EMT
肿瘤干细胞与EMT肿瘤干细胞(cancer stem cell,CSC)学说认为,肿瘤实际上是由一小群具有无限增殖潜能和自我更新能力的干细胞样细胞及其产生的分化程度不均一的细胞团组成,其中具有自我更新能力并能产生异质性肿瘤细胞的细胞被称为肿瘤干细胞。
肿瘤干细胞的两个重要特性:一是具有自我更新驱动肿瘤发生的能力,二是具有多向分化形成肿瘤的异质性的潜能1。
上皮间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)是具有极性的上皮细胞转化为具有移行能力的间质细胞,并获得侵袭和迁移能力的过程。
EMT是一个多步骤的动态变化过程,上皮细胞间相互作用消失,组织结构松散,立方上皮细胞转变为纺锤形纤维细胞形态,并表现出侵袭性。
实体肿瘤中央的细胞为上皮细胞表型,周围的细胞常常会呈间质细胞表型,其较强的运动能力使肿瘤细胞在局部产生浸润,并侵入血和淋巴管而转移至靶器官。
到达靶器官后,癌细胞可发生间质上皮转化(MET)来重建细胞间连接及细胞骨架从而形成转移灶2。
EMT与肿瘤转移密切相关,而且也可以作为得到肿瘤干细胞的方法3。
近年来,肿瘤干细胞与EMT之间的关联性逐渐受到研究者的关注,二者在肿瘤的复发、转移和耐药性上面有很多相似点4。
肿瘤干细胞模型和EMT的概念试图从不同的角度来揭示肿瘤的发展,但两者都不能独立地解释所有生物学事件。
诱导EMT能促使肿瘤细胞获得干细胞特性,通过诱导分化的肿瘤细胞最终形成肿瘤干细胞并维持干性,而肿瘤干细胞同样具有EMT特征。
然而,EMT是通过何种分子机制转化干细胞样细胞的,目前尚不清楚。
下面向大家介绍目前已知的关于EMT和肿瘤干细胞间分子机制上的关联性。
连接EMT与肿瘤干细胞的信号通路:EMT和CSC的形成均是动态的过程,受到TGFβ、Wnt /β-catenin、Hedgehog、Notch等多种信号通路的调控。
TGFβ作为多功能的细胞因子,可诱导EMT的发生,研究表明,在TGFβ诱导EMT产生时可获得肿瘤起源干细胞(tumor-initiating stem cells,TISCs),且转录因子SNAIL和Nanog的上调参与其中5。
转录因子对肿瘤细胞增殖与转移的调控机制
转录因子对肿瘤细胞增殖与转移的调控机制随着时代的不断进步和科学技术的不断发展,人们对于肿瘤的认识也越来越深刻。
虽然我们现在已经掌握了很多有关肿瘤的基础知识,但是针对肿瘤的治疗仍然存在很多难题。
其中,肿瘤细胞的增殖和转移一直是困扰医学领域的热点问题,因此研究肿瘤细胞增殖和转移的调控机制,对于探寻肿瘤的病理生理学过程以及探讨更加有效的治疗手段都具有非常重要的意义。
转录因子是一类能够控制基因转录的蛋白质,它能够调控DNA的转录过程,从而决定了细胞的发育、增殖和分化。
在肿瘤的发生和发展过程中,转录因子也发挥着不可或缺的作用。
因此,研究转录因子在肿瘤细胞增殖和转移中的调控机制,对于深入探究肿瘤的分子机理,防治肿瘤疾病具有十分重要的意义。
首先,转录因子通过调控细胞周期进程来影响肿瘤细胞的增殖。
具体来说,转录因子可以促进肿瘤细胞的增殖,也可以抑制肿瘤细胞的增殖。
例如,MYC是一种常见的转录因子,在肿瘤细胞增殖中起着至关重要的作用。
一些研究表明,MYC通过控制细胞周期调控基因的表达,促进细胞周期进程,从而调控肿瘤细胞的增殖。
同时,MYC还可以调控一些与细胞凋亡有关的基因,抑制肿瘤细胞的凋亡,从而增加肿瘤细胞的生存率。
因此,对于肿瘤的治疗,MYC可能是一个十分有意义的治疗靶点。
其次,转录因子还可以通过调控肿瘤细胞的转移来影响肿瘤的恶性程度。
肿瘤细胞的转移是肿瘤的恶性演变过程中最重要的阶段之一,它是形成远处器官转移的前提条件,也是肿瘤治疗失败的主要原因。
研究发现,在肿瘤细胞转移的过程中,转录因子PLAY在其中起到了重要的作用。
PLAY是一种转录因子家族,PLAY基因家族在多种肿瘤中被异常激活,与肿瘤的侵袭和转移密切相关。
通过调控PLAY在肿瘤细胞中的表达,可以有效地抑制肿瘤细胞的转移,从而达到治疗肿瘤的目的。
除了以上提到的两点外,还有一些其他的转录因子也参与了肿瘤细胞增殖和转移的调控过程。
例如,FOXA1在肺癌中的低表达可降低癌细胞增殖和迁移的能力,而FOXC1通过促进上皮细胞内皮转化过程进而影响肿瘤细胞转移。
肿瘤相关巨噬细胞与肿瘤干细胞相互调控作用的研究进展
肿瘤相关巨噬细胞与肿瘤干细胞相互调控作用的研究进展①解营利②李鹏辉杨嘉蒙陈衍秦鸿雁胡昳旸(空军军医大学基础医学院医学遗传与发育生物学教研室,西安710032)中图分类号R730.51R392文献标志码A文章编号1000-484X(2021)22-2745-09[摘要]肿瘤干细胞(CSCs)在肿瘤中数量极少,但在肿瘤发生、发展、扩散乃至复发的过程中发挥关键作用。
CSCs具有无限的自我更新、多向分化以及在体内诱发肿瘤形成的能力。
与此同时,CSCs塑造了适宜自身生存的肿瘤免疫微环境,以支持肿瘤生长。
其中,肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)作为肿瘤组织中最丰富的免疫细胞,受CSCs募集在肿瘤中累积,并通过直接或间接的方式为CSCs提供信号,增强CSCs的“干性”。
本文以肝癌、乳腺癌、胶质瘤和胰腺癌为模型,详细讨论TAMs与CSCs 间的相互作用,以期为TAMs介导干预CSCs进行肿瘤免疫治疗提供新思路。
[关键词]肿瘤干细胞;肿瘤相关巨噬细胞;肝细胞癌;乳腺癌;胶质瘤;胰腺导管腺癌Progress in"cross-talk"between tumor-associated macrophages and cancer stem cellsXIE Ying-Li,LI Peng-Hui,YANG Jia-Meng,CHEN Yan,QIN Hong-Yan,HU Yi-Yang.Department of Medical Genetics and Developmental Biology,School of Basic Medicine,Air Force Medical University,Xi'an710032,China [Abstract]Cancer stem cells(CSCs),as a small subset of cells within the bulk tumor mass,play a key role in tumor initia‐tion,progression,metastasis and recurrence.CSCs possess the ability of unlimited self-renew,multiple differentiate and initiating tumor formation in vivo.Meanwhile,in order to promoting tumor growth,CSCs gradually create a permissive tumor immune microenvi‐ronment.Therein,tumor-associated macrophages(TAMs),as the most abundant immune cells within tumor,recruited by CSCs and accumulated in tumors,are reported to provide pivotal signals directly or indirectly to enhance the"stemness"of CSCs.In this review,we summarize the molecular interactions between TAMs and CSCs in some malignant tumor,such as hepatocellular carcinoma,breast cancer,glioma and pancreatic ductal adenocarcinoma,to provide new strategy for establishment of the TAMs-mediated therapeutic in‐tervention on CSCs.[Key words]Cancer stem cells;Tumor-associated macrophages;Hepatocellular carcinoma;Breast cancer;Glioma;Pancreatic ductal adenocarcinoma癌症是世界范围内的主要公共卫生问题,严重威胁我国人群的健康状况。
研究 干细胞 意义
研究干细胞意义
干细胞是一种具有自我复制和分化能力的细胞,可以分化成各种不同类型的细胞,包括神经细胞、心脏细胞、肝细胞等。
因此,干细胞研究具有重要的意义。
干细胞研究可以为医学领域带来巨大的进展。
干细胞可以用于治疗许多疾病,如癌症、心脏病、糖尿病等。
干细胞可以分化成患者需要的细胞类型,然后移植到患者体内,以替代受损的组织或器官。
这种治疗方法被称为干细胞治疗,已经在一些国家得到了广泛的应用。
干细胞研究可以帮助我们更好地了解人类发育和疾病的机制。
干细胞可以分化成各种不同类型的细胞,这使得科学家可以研究这些细胞在发育和疾病过程中的作用。
例如,干细胞可以用于研究癌症的发生和发展机制,以及开发新的癌症治疗方法。
干细胞研究还可以为药物研发提供新的平台。
干细胞可以用于测试新药物的安全性和有效性,这可以减少动物实验和临床试验的数量,从而降低研发成本和风险。
干细胞研究还可以为生物学和生命科学领域带来新的发现。
干细胞的自我复制和分化能力使得它们成为研究细胞分化和再生的理想模型。
通过研究干细胞,科学家可以更好地了解细胞分化和再生的机制,从而为生物学和生命科学领域带来新的发现。
干细胞研究具有重要的意义,可以为医学、生物学和生命科学领域带来巨大的进展。
随着技术的不断进步和研究的深入,相信干细胞研究将会为人类带来更多的惊喜和突破。
细胞融合与肿瘤干细胞
细胞融合与肿瘤干细胞近年来,随着肿瘤起源的干细胞假说逐渐得到人们的认可,使人们开始从新的角度思考肿瘤的起源问题。
长期以来,人们发现肿瘤细胞具有非整倍体及染色体紊乱的特征,而细胞融合的实验也发现融合的细胞也具有这种特征。
因此,猜想肿瘤的这些特征是否与发生细胞融合有关?进一步推论,肿瘤细胞和巨噬细胞或其他迁移来的骨髓源细胞(BMDCs)发生融合是否可以解释这一现象呢?而BMDCs-肿瘤细胞融合在许多动物模型和人类肿瘤也已经检测到。
发育生物学的研究表明上皮-间质转换(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是发育过程中的一个极其重要的环节,而在肿瘤侵袭和转移过程被激活。
在诱导人乳腺上皮EMT过程中,乳腺上皮出现间质的特征并表达了干细胞的表面标记,具有干细胞样特性。
从乳腺上皮分离的干细胞样细胞也表达与经历EMT过程的乳腺上皮相似的标记。
因此,EMT过程与上皮干细胞样特性的获得具有某种联系。
本文将主要探讨肿瘤发生过程中肿瘤干细胞、细胞融合和EMT间的联系。
一、肿瘤干细胞(cancer stem cells,CSCs)CSCs在前面已有详细介绍。
在这里,仅简单提及。
CSCs指那些有自我更新能力的肿瘤细胞,能够产生不同表型,区别于其他细胞的恶性干细胞。
不同组织的干细胞具有不同的内在自我更新能力和分化成特定细胞的能力【1,2】。
大多数肿瘤具有一群异质性细胞,这群细胞的增殖潜能和移植成瘤能力与其他细胞不同。
CSCs在造血系恶性肿瘤第一次被阐明,这群细胞仅有一小部分即可成瘤【3-6】。
CSCs可以通过它们的表面标记来鉴定和富集【4,7-11】。
在移植实验中,这些细胞产生新的肿瘤,包含有新的CSCs和不成瘤的异质性群体。
迄今为止,CSCs已经在乳腺癌【1,2】和中枢神经系统肿瘤【13-16】等众多肿瘤中得到鉴定。
CSCs是否来源于正常的组织源干细胞、骨髓源干细胞或经历了分化和转分化的成熟细胞,仍然不清楚。
细胞生物学问答题
细胞生物学研究的主要内容有哪些?你认为当前细胞生物学发展的总的趋势是什么,有哪些热点領域1细胞学与细胞生物学发展的历史大致可以划分为鼻几个阶段?研究细胞生物学有何■要的实践意义?对“细胞”的概念,比较普遍的提法是“细胞是生命活动的基本单位”如何理解?细胞具有极其复杂的化学成分,构成极为精密的细胞结构体系,那么细胞在结构体系上又有哪些共性?简述病毒在细胞内的增值过程并简要叙述哪些策略可以阻碍病毒的复制简述病毒与细胞在起源上的关系以细菌为例,简述原核生物的基本特点为什么说支原体是最小、最简单的细胞?真核细胞有许多有许多细胞器结构,这些结构有哪些优点? 细胞有哪三大结构体系?三大结构体系又有什么共同特点? 举例说明细胞形态与功能的相关性与一致性。
真核细胞与原核细胞在细胞结构基本特征上的主要区别真核细胞与原核细胞在遗传结构与基因表达及调控方式的主要差异植物细胞特有结构及其功能有哪些证据表明真核生物可能起源于古细菌?电子显微镜与光学显微镜成像原理有哪些区别?既然已经有放大几十万倍的电镜,就可以不用光镜了扫描隧道显微为何能用来观察活的的生物样品?如何从组织中分离出不同细胞?显示细胞内DNA和碱性磷酸酶的原理和方法。
从一细胞群中分离含有表面抗原CD55+的细胞什么事单克隆抗体技术?主要技术路线是什么?有何应用价值?研究细胞形态结构观察的主要技术手段及其应用细胞组分的分析方法的主要特点及其应用什么事DNA重组技术?有哪些主要步骤?生物膜结构模型的演化过程及目前人们对生物膜的认识有哪些?解释成斑和成帽现象如何理解生物膜结构的不对称性?举例说明其生物学意义、细胞膜的主要功能有哪些?细胞表面形成的特化结构有哪些?有哪些特点?细胞连接有哪几种类型,有哪些特点和功能?胞外基质的组成成分,分子结构与生物学功能是什么? 试述被动运输与主动运输的主要区别膜转运蛋白分为几类?各有什么特点和生物学功能?简述钾钠泵的结构特点工作原理及其生物学意义协同运输中,动物植物细菌细胞物质跨膜运输的直接动力是什么?分别是如何让建立的?为什么细胞膜两侧的离子及电荷是不均等分布的?此分布为什么是必要的?简述胞饮作用与吞噬作用的主要区别以动物细胞从胞外选择性摄取低密度脂蛋白为例,格蛋说明受体介导的网白有被小泡的内吞过程.组成型胞吐途径与调节型胞吐途径有何区别?简述细胞通讯的方式?细胞信号传递的通路随信号的受体存在部位不同分为哪几类?各有什么特点?蛋白质获取磷酸基团在信号系统传递中的作用如何?概述G-蛋白偶联受体介导的信号通路的组成、特点及主要功能CAMP言号通路与磷脂酰肌醇信号通路有哪些区别和联系?什么是Ras 蛋白,有何功能?Ras 突变会造成什么样的结果?概述酪氨酸蛋白激酶受体介导的RTK-Ras信号通路的特点和功能G蛋白、Ras蛋白和Rho蛋白有哪些共同点和区别?整联蛋白在信号传递过程中发挥什么样的作用?细胞的信号传递是高度复杂的可调控过程,请简述其基本特征对于胞外的化学信号,靶细胞的适应途径有哪些?请举例说明信号传递过程中信号终止的作用方式。
干细胞和肿瘤干细胞
干细胞和肿瘤干细胞:干细胞和肿瘤干细胞的相同点:肿瘤干细胞和干细胞在生物学特性和生长调控机制等诸多方面有着极其相似的生物学行为,主要相似之处有:①二者具有相似的调节生长的机制。
有证据表明许多与肿瘤有关的调节途径也调节正常干细胞的发展,例如:凋亡抑制基因bcl-2可在体外增加HSC的数量。
其他与癌变有关的信号途径如Wnt,Notch,Shh,Bmi-1等在调节干细胞自我更新的同时也在肿瘤中起作用[10-11]。
②干细胞具有迁移的特性,而癌细胞有转移的能力。
Tu等[12]认为干细胞的迁移和癌细胞的转移,皆受特异化学因子及其受体的调节。
干细胞迁移到特定的组织和器官,而这可以解释肿瘤转移也有一定器官和组织特异性。
③干细胞与癌细胞在一定的条件下是可以转化的,如生殖嵴或胚胎植入体内可以诱导成畸胎瘤,而畸胎瘤细胞注入鼠囊胚内细胞团可以形成正常胚胎。
④肿瘤干细胞与HSC一样,可以分为肿瘤干细胞、短期增生细胞、分化细胞。
⑤肿瘤起源于干细胞。
有人认为单一细胞获得4~7次突变将发生恶性转化[13]。
组织更新快的上皮组织、造血系统是肿瘤高发部位,组织自我更新越快,复制、转录过程中基因发生突变的概率越高。
尽管大多数肿瘤转化突变的靶细胞并不清楚,但是已有相当多的证据表明某些结肠癌和白血病产生于积累多次突变的干细胞。
⑥干细胞与肿瘤干细胞都具有端粒酶活性以及扩增的端粒重复序列,而人类终末分化体细胞不具有端粒酶活性。
⑦二者均具有自我更新和无限增殖能力。
⑧自我更新能力。
⑨组织特异分化能力,肿瘤干细胞能够产生不同表型的肿瘤细胞,并在体内形成新的肿瘤。
⑩不对称分裂能力。
干细胞和肿瘤干细胞的不同点:但肿瘤干细胞也具有不同于干细胞的特点:①自我更新信号传导途径的负反馈调节机制被破坏,肿瘤干细胞具有无限增殖和无自稳定性,而正常干细胞的增殖具有自稳性,其数目保持恒定。
②缺乏分纯成熟能力,晚期肿瘤细胞没有分化为成熟细胞的能力,说明其分化程序异常,这与有着正常分化程序的干细胞不同。
microRNAs在肿瘤干细胞中的研究进展
【 A b s t r a c t 】 m i c r o R N A s ( m i R N A s )a r e a c l a s s o f n o n — c o d i n g R N A s t h a t a r e b e l i e v e d t o p l a y i m p o r t a n t r o l e s d u r i n g t u m o r i g e n e —
4 7 1 0 0 3 洛阳 河 南科 技大 学第 一 附属 医 院肿瘤 内五科 杨瑞 娜 综 述 ,王新 帅 ,高社 干 审校
【 摘
要】 m i c r o R N A s ( m i R N A s ) 是一类非编码 的小 R N A, 在肿瘤发生发展及侵 袭转移 中发挥 着至关 重要 的作用 。肿瘤
Y A N G R u i n a ,W A NG X i n s h u a i ,G A O S h e g a n .t h e F h D e p a r t me n t o f Me d i c a l O n c o l o g y, t h e F s t A f il f i a t e d H o s p i t a l , C a n c e r I n s t i t u t e , H e n a n U n i v e r s i t y f o S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , L u o y a n g 4 7 1 0 0 3 , C h i n a
细胞生物学mooc复习资料
对肿瘤干细胞理解错误的是得分/总分•A.源于正常的干细胞或祖细胞•B.比肿瘤细胞对肿瘤治疗药物更加敏感2.00/2.00•C.可以不断的自我更新•D.可以分化成多种类型的肿瘤细胞B2单选(2分)对肿瘤细胞“有氧糖酵解”理解错误的是得分/总分•A.肿瘤细胞可以获得大量ATP•B.肿瘤细胞可以通过有氧糖酵解获得大量的中间产物。
0.00/2.00•C.肿瘤细胞的有氧糖酵解与癌基因的过度激活和抑癌基因失活直接有关•D.肿瘤细胞通过有氧糖酵解可以产生大量乳酸,使肿瘤细胞的微环境酸化,从而起到保护自身的作用A B周期中细胞转化为G期细胞,多发生在哪个时期得分/总分•A.G2•B.S•C.G12.00/2.00•D.MC2单选(2分)有丝分裂过程中,姐妹染色单体着丝粒的分离发生在得分/总分•A.前中期•B.中期•C.末期•D.后期2.00/2.00D3单选(2分)期的描述,哪一个是错误的下列关于G1得分/总分•A.是细胞周期的起始阶段,子代细胞诞生是其开始的标志•B.合成细胞生长所需要的各种蛋白质、糖类、脂质和DNA2.00/2.00•C.不同细胞的G1期时间长短相差可能很大•D.存在限制点或者检验点,对细胞状态进行监控B4单选(2分)关于高等植物细胞的细胞分裂,下列哪个描述是错误的得分/总分•A.染色体DNA进行半保留复制•B.通过细胞板完成胞质分裂•C.细胞周期也含有G1、S、G2、和M四个时期•D.没有中心粒,也不会组装纺锤体2.00/2.00D5单选(2分)有丝分裂后期,因为哪种结构的解聚变短而引起染色体移向细胞的两极得分/总分•A.星体微管•B.动粒微管2.00/2.00•C.极间微管•D.核纤层骨架B如果Rb蛋白不能抑制E2F的活性,细胞很可能癌变对将M期细胞胞质成分注射到G1期细胞中,G1期细胞将进行DNA复制错从分子水平看,检验点是细胞周期事件转换的调控信号通路对高等生物体细胞周期的4个时相中,时间长短最为恒定的M期对DNA半保留复制所需的新组蛋白,是在G1 期合成的错以下哪种细胞骨架结构对秋水仙素最为敏感得分/总分A.细胞质微管2.00/2.00B.中心粒微管C.鞭毛微管D.纤毛微管A2单选(2分)相对最稳定且没有极性的细胞骨架是得分/总分A.微管B.中间丝2.00/2.00C.微丝D.无B3单选(2分)马达蛋白不与下列哪种细胞骨架结合得分/总分A.微丝B.无C.微管D.中间丝2.00/2.00D4单选(2分)下列哪个不是微管组织中心得分/总分A.高尔基体的反面膜囊区域B.中心体C.基体D.微管蛋白二聚体2.00/2.00DA、最近一些文献显示,高尔基体的反面膜囊区域也有组织微管组装的能力。
肿瘤干细胞研究的三大经典通路:Notch、Hedgehog和Wnt
肿瘤干细胞研究的三大经典通路:Notch、Hedgehog和Wnt经典通路,搭伙肿瘤干细胞,即可再续辉煌。
肿瘤干细胞——肿瘤死灰复燃的“星星之火”,其重要性不言而喻。
而其信号通路与调节机制一直都是肿瘤治疗的新靶点、新希望。
在本讲《文献精读》课程中,将由解螺旋·芹菜老师带领各位学员细品肿瘤干细胞研究领域里的里程碑式经典综述《Targeting Notch, Hedgehog, and Wnt pathways in cancer stem cells: clinical update》,看看Notch、Hedgehog和Wnt这三大通路是如何助力肿瘤干细胞,在机体内兴风作浪的。
01为了解开肿瘤干细胞的神秘面纱,课程在前期诸多研究的基础上,总结了肿瘤干细胞的特点(如自我复制、分化能力)与分类。
同时,详细介绍了肿瘤衍生的两大理论模型——随机模型(Stochastic model)和肿瘤干细胞模型(Cancer stem model)。
此外,也总结了不同组织肿瘤干细胞所具有的表面抗原标志物的类型与特点。
02放化疗这种传统的肿瘤治疗方法,可以说是杀敌一千,自毁百八,具有较强的副作用,如易产生治疗抗性、癌症复发和转移等。
而为了实现对肿瘤的精确打靶,现如今已研发应用于临床的靶向治疗药物:单抗、酪氨酸激酶抑制剂。
即便如此,肿瘤复发率一直居高不下,细究下来主要是因为肿瘤干细胞对治疗产生抵抗作用。
因而,文献中也总结了肿瘤干细胞抗性产生的分子机制,其中,肿瘤干细胞增多、肿瘤微环境改变以及异常分子信号通路被激活,这三大因素最为常见。
03接下来,课程先是介绍了肿瘤干细胞中最为重要的分子信号通路,如STAT3、Wnt、PI3K/Akt、NANOG、NF-kB、Notch、PTEN、Hedgehog,在肿瘤发生发展过程中所发挥的作用。
随后着重比较了Notch、Hedgehog和Wnt这三大通路在哺乳动物里的亚型、正常组织&肿瘤分布、生物学作用、以及通路中主要的转录因子和调控基因的差异。
自噬对肿瘤干细胞的影响
自噬对肿瘤干细胞的影响自噬作为一种细胞自我修复机制,可以促进老化或受损细胞的维护,同时还可以清理细胞内的垃圾、维持代谢平衡、减少应激等。
在肿瘤发生和进展过程中,肿瘤干细胞(Cancer stem cells,简称CSCs)的重要性日益受到关注。
CSCs有着强大的自我更新和不对称分裂的能力,被认为是肿瘤起源和耐药反弹的关键因素。
针对CSCs的治疗是目前肿瘤治疗的热点之一。
而自噬与CSCs之间的关系则备受学术界关注,在肿瘤治疗中的应用前景也备受期待。
1. 自噬的作用与调控自噬是自身吞噬和酶降解细胞内的有害物质和细胞器的过程。
自噬通过涉及多个蛋白复合物的动态调节,由ATG(Autophagy-related)基因家族共同完成。
这些蛋白质分别参与自噬过程中不同的阶段,例如草酰化、膜凋亡、共刺配对、膜融合和运输等。
在这些过程中,线粒体、内质网、细胞核等多种细胞器和有害分子都可以被包裹进双层膜结构体(自噬小体)中,并被运输到焦亡体内或溶酶体内被降解。
这些有害分子的降解有助于满足细胞内能量需求、促进细胞代谢、延缓细胞老化等。
自噬的调节过程十分复杂,而且与各种信号通路交互作用。
其中,RAS-MAPK和PI3K-AKT-mTOR通路是最为知名和研究深入的两条信号通路。
RAS-MAPK通路对细胞的增殖、分化、生存和凋亡等都有重要的影响,而且也与Cancer stem cells的分化谓词相关。
PI3K-AKT-mTOR通路则是控制细胞代谢、增殖和生长的主要通路之一,也是自噬和CSCs的自我更新相关的信号通路之一。
2. CSCs的特征与治疗挑战Cancer stem cells是一类在多个肿瘤中发现的癌细胞亚群体,它们具有化疗、放疗等创伤性抗癌治疗的耐药性,并且趋向于转移和再生。
CSCs有着强大的自我更新和不对称分裂的能力,能够生成肿瘤细胞种群,并导致复发和转移。
CSCs的识别和分离依赖于其表面的特定标志物,例如CD44、CD24和ESA等。
肿瘤干细胞的名词解释
肿瘤干细胞的名词解释
肿瘤干细胞是指存在于肿瘤组织中的具有干细胞特性的细胞群体。
干细胞是一类具有自我更新和多向分化能力的细胞,它们可以不断分裂产生更多的干细胞,并能分化为不同类型的细胞。
肿瘤干细胞具有类似的特性,在肿瘤中起到重要作用。
肿瘤干细胞具有以下特点:
1. 自我更新能力:肿瘤干细胞能够不断进行自我分裂并产生更多的干细胞,维持肿瘤的生长。
2. 多向分化能力:肿瘤干细胞具有分化为不同类型的细胞的能力,可以生成肿瘤组织的多种细胞类型。
3. 抗治疗能力:肿瘤干细胞对常规治疗(如化疗、放疗等)具有较高的耐药性,是导致肿瘤复发和转移的主要原因之一。
研究肿瘤干细胞可以帮助我们深入了解肿瘤的发生和发展机制,并有望为肿瘤的治疗提供新的靶向策略。
药物在细胞周期和分化调控中的应用研究
药物在细胞周期和分化调控中的应用研究药物在细胞周期和分化调控中的应用研究一直是生物医学领域的热点话题。
随着科学技术的不断发展,人们对药物在细胞生物学中的作用有了更深入的理解和认识。
本文将探讨药物在细胞周期和分化调控中的应用研究进展。
一. 药物在细胞周期调控中的应用细胞周期是一个复杂的生物过程,包括细胞生长、DNA复制、有丝分裂和细胞分化等阶段。
药物在细胞周期调控中的应用主要集中在以下几个方面。
1. 细胞周期调节蛋白激酶抑制剂有许多药物可以通过抑制细胞周期调节蛋白激酶来干扰细胞周期的进程。
其中,丝裂原活化激酶(Cyclin-dependent kinase, CDK)是一个重要的调节蛋白激酶家族,在细胞周期不同阶段发挥着关键的作用。
例如,波生坦(Palbociclib)是一种已经被批准用于治疗乳腺癌的CDK4/6抑制剂。
通过阻止CDK4/6与细胞周期蛋白D(Cyclin D)的结合,波生坦可以阻断细胞周期的G1/S转换,从而减缓肿瘤细胞的生长。
2. DNA损伤修复抑制剂DNA损伤是导致细胞周期异常和细胞死亡的重要原因之一。
在细胞周期G1期,细胞通过DNA损伤修复机制来保护基因组的稳定性。
一些药物可以抑制DNA修复的过程,从而增加细胞对治疗的敏感性。
例如,顺铂(Cisplatin)是一种DNA交联剂,可以与DNA形成加成物,导致DNA损伤无法修复,从而引发细胞凋亡。
二. 药物在细胞分化调控中的应用细胞分化指的是由多能干细胞向特定细胞类型(如心肌细胞、神经细胞等)的转变过程。
药物在细胞分化调控中的应用主要涉及以下几个方面。
1. 生长因子的应用生长因子可以促进干细胞向特定细胞类型的分化。
临床上,一些生长因子已经被应用于组织工程和再生医学领域。
例如,神经生长因子(Nerve Growth Factor, NGF)可以促进神经元的生长和分化,被广泛应用于神经损伤的治疗。
2. 转录因子的调控转录因子是调控基因表达的关键因素,可以直接影响细胞分化的过程。
肿瘤干细胞标志物的鉴定和疗效评价
肿瘤干细胞标志物的鉴定和疗效评价随着科技的不断进步,人类对于癌症的认知逐渐加深。
其中一个重要方面便是肿瘤干细胞的研究,因为肿瘤干细胞是癌症的重要来源之一。
为了更好地研究肿瘤干细胞,科学家们经过多年的努力,终于鉴定出了一系列的肿瘤干细胞标志物,并将其用于疗效评价。
一、肿瘤干细胞标志物的鉴定肿瘤干细胞是一类具有自我更新和分化能力的细胞,其存在是导致肿瘤复发和治疗失败的原因之一。
因此,鉴定肿瘤干细胞标志物对于癌症的治疗具有极其重要的意义。
目前,研究聚焦于两个方向:第一,通用的肿瘤干细胞标志物的筛选;第二,特定癌种的肿瘤干细胞标志物的鉴定。
在这些研究中,科学家们使用了大量的分子生物学技术,如单克隆抗体、Fluorescence Activated Cell Sorting、PCR分析等。
已经鉴定出的通用肿瘤干细胞标志物包括CD133、CD44、CD90、CD24等,这些标志物可以用于广泛的肿瘤类型。
而针对某些特定的癌症类型,比如乳腺癌、胃癌、肝癌等,也已经鉴定出了一系列特定的标志物。
但是,虽然已经鉴定出了这些标志物,但目前它们并不是100%特异且敏感的。
因此,在临床应用中需要进一步加以完善和验证。
二、肿瘤干细胞标志物在疗效评价中的应用由于肿瘤干细胞是导致肿瘤复发和治疗失败的原因之一,因此,研究肿瘤干细胞标志物对于评价治疗疗效具有极其重要的意义。
一方面,研究表明,治疗前后肿瘤干细胞数量的变化可以用于预测治疗效果和预后。
比如,在某项针对前列腺癌的治疗中,研究者发现治疗后肿瘤干细胞数量显著下降,表明治疗得到了很好的效果。
另一方面,肿瘤干细胞标志物还可以用于检测肿瘤的残留和复发。
研究表明,在一部分乳腺癌复发患者中,肿瘤干细胞标志物CD44+/CD24-的表达水平显著高于非复发患者。
这表明,CD44+/CD24-可以作为乳腺癌复发的可靠标志物。
总之,肿瘤干细胞标志物在疗效评价中具有很强的预测和诊断价值,有望为肿瘤治疗的个性化提供更好的指导和支持。
对肿瘤干细胞的认识和可调控的意义
人 健康 的疾病 之 一。雎 然生 物工程 技钭及基 因表 于 连 固 研究 的骚展使 我们封 恶性 厘瘤 的 裁 超 向透
微 , 獯新 蔡 的 阴 骚 、 疫 治瘵 及靶 向治 瘵 的 阴展 、 各 免
手衍方式的改造等综合治瘵在一定程度上改善 了厘 瘤患者的生存耍量 , 延畏了生存睛同, 但是後骚和转
中国分 虢 : 7 05 文献 檩裁碣 : 文章 编虢 :8 8 0 6 2 0 )2— 8 R 3 .5 A 1 1 —0 8 (0 8 0 0 3— 颧 的健康 , 恶性 是
0 r s c ls e 锄 e l .Th c n e s e a cr 睦
斡 细胞 孥税 的提 出及碓 , 们封 厘瘤 後骚 、 人 转移檄
c l e r w hi e l t o y, h 血
pK} 笛 a ne pa w a t t e c n n lof t e c n一 Vj_ w h t y 【 h ) e t ̄ a h
维普资讯
二 O k 第 二 期 OJ 年
荤 夏 臀蘖
封 瞳瘤斡釉胞 的
靖 中
和可嗣控 的意萋
江 立 玉
T e c g Jb n h Jn f a o f t e r g lt n o e c n e 芏 c l h n t n a d t e s ib n e o e u a b f t a c r d m e s e g h h
B 玎至 e a d e tss h s h ge W i1 t e 0] n0 n m  ̄sB J a C a n d 士 h mo uc d tbn of h e a c r t c n e 一
念—— 腌瘤 属 于可 稠 控 的慢 性 疾病 。 新 的研究 骏
盐霉素针对肿瘤干细胞的治疗机制
、 妮 ( 辽宁省鞍山师范学院附属卫生学校药理教研室 鞍山 1 1 4 0 0 0 )
摘要: 肿瘤干细胞是存在 于肿瘤组织中的一小部分具有干细胞性质的细胞群体 , 它具有 自我更新的能力 , 是形成 不同分化程度肿 瘤细胞和肿瘤不断扩大的源泉。 而现有的治疗肿瘤的方法多是针对一般肿瘤细胞 , 而非肿瘤干细胞, 治疗不彻底 , 仍会造成肿瘤的 复发和转移。因此 , 开发新的药物 杀灭肿瘤干细胞是现今治疗肿瘤的重点。盐霉素由于具有逆转多药耐药、 抑制凋亡、 调整细胞周 期、 抑制 D N A修复等特 点, 可应用于肿瘤干细胞的治疗。 关键词 : 盐霉素 肿瘤干细胞 多药耐 药 细胞凋亡
中图分类号 : R 9 7 9 . 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 — 8 3 5 1 ( 2 0 1 3 ) 0 4 — 0 0 5 3 — 0 2 的敏感性 , 逆转多药耐药 。 2 . 2盐 霉素诱导凋亡 : 细胞 凋亡是指为 维持 内环境稳定 , 由基 因控制 的细胞 自主的有序 的死亡 。 细胞凋亡是主动过程 , 它涉 及一系列基 因的激活 、 表达以及调控等作用 。而肿瘤干细胞高 表达抗凋亡基因。 靳峰等口 1 人研究发现胶质瘤 干细胞抗凋亡和 MR P 一 1 基 因表 达量 较普 通胶 质瘤 细胞 有不 同程 度 的提 高 。 B c l 一 2家族 中存在许 多亚型 , 它们分别 既有 抗凋亡作用 , 也有 促凋亡 的作用。 B c l 一 2 可 以定位于线粒体 、 内质网以及核膜上 , 并 通过 阻止 线粒 体细胞 色 素 c的释放 而发 挥抗 凋亡 作用 。 F u c h s 等 研究发 现盐霉素可 以诱导不 同组织 来源 的人类 癌 细胞 ( 包括 多药耐药细胞 及干细胞 等 ) 凋亡 , 可能与其逆转 高 表达凋亡基 因 B c l 一 2 、 2 6 s 蛋 白酶体等多种机制 参与的抗凋亡 作用有关 。 2 . 3 盐霉素抑制 D N A修复 : D N A损伤是一般肿瘤 细胞 的克星 。 如氮芥 、 环磷酰胺等烷化剂破坏肿瘤细胞 D N A广泛应用 于癌 症 的治疗 。但 由于肿瘤干细胞有较强 的 D N A修 复机 制 , 可以 逃离药物对其 D N A的损 伤。[ q J u — Hw a K i m等嘶旰 究发现盐霉 素能够增加肿瘤细胞 的 D N A损伤 , 并且提高 p 5 3和 H 2 A X的 磷酸化水平 。 2 . 4盐霉素可调控细胞周期 : 肿瘤干细胞 多处 于静 息期 。肿瘤 在缺氧的环境 下生存 ,缺氧 可诱导产生 H I F , H I F可影 响细胞 增殖 。而盐霉素可 以下调细胞周期素 c y c l i n — D 1 的表达 , 从而 调控肿瘤细胞的细胞周期 。 3 盐霉素治疗肿瘤的展望 综上所述 , 近年来 的研究表 明 , 盐霉素对肿瘤干细胞具有 较强 的杀 伤力 , 且不易产生 多药耐药 , 可与 阿霉素 、 紫杉醇等 高效抗癌药物联用 , 以获得更好疗效 。 现今 的主要任务是更深 入 的研究盐霉素 的药理作用和作用机制 ,观察其是否能广泛 用于人源的各类癌症 。 盐霉素 的临床应用前景广 阔, 有 望成为 新型抗癌药物 。 参考文献
肿瘤干细胞的抗辐射性
肿瘤干细胞的抗辐射性肿瘤干细胞概念在放射生物研究和临床治疗中的应用一、临床放射生物学对肿瘤干细胞的基本认识从1895年伦琴发现X射线至今已过去了100多年,百余年来放射学领域发生了巨大变化。
随着放射生物学研究的进展,产生了许多重要的放射生物学研究成果,影响并推动了肿瘤的放射治疗。
其中有关肿瘤干细胞的概念及其与放射生物研究和放射治疗的关系至今仍具有不可忽视的影响力。
1. 概述多年来的生物学研究已经认识到:在生物体的发育过程中,所有细胞都起源于一个祖细胞(a single progenitor)或受精卵细胞(fertilized oocyte)。
随着这个细胞的分裂,子代细胞进入不同的定向分化路径[1]。
在低等有机体,如水螅和涡虫,多潜能的干细胞(the stem cells)遍及全身。
因此损伤之后,如肢体、眼或脑的丢失不是致死的,附近的干细胞可以使丢失的结构再生。
放射生物学早期对肿瘤干细胞的知识,主要来自对白血病和骨髓细胞的研究。
1958年Hewitt [2]采用尾静脉注射的方法对同基因型小鼠进行了小鼠白血病移植实验,他不断地对细胞悬液稀释以确定成功接种白血病所需的最小细胞数。
他发现成功率与细胞数之间的关系是S形的。
认为50%肿瘤的发生概率是3个细胞。
在以后的实验中发现这种推测有些天真,3个或更多的细胞不能合作产生新的肿瘤,曲线的形状也与先前的这种解释不一致。
曲线提示所移植的4个细胞中只有1个细胞是产生肿瘤的肿瘤形成单位(tumor forming unit, TFU),它独立于其他3个细胞而产生肿瘤。
同样,在CTUs中,1000个骨髓细胞中的一个(1/1000)骨髓干细胞具有完整的再生能力,能生成脾克隆。
1961年Till和McCulloch的实验为辨认造血干细胞的功能和特性提供了进一步的依据。
用放射线对小鼠进行致死剂量的全身照射后,通过骨髓细胞移植技术他们看到只有极少数的细胞能自我复制并具有广泛的增殖潜能,产生能表达不同分化特征的细胞克隆谱系,一些克隆形成红细胞,而另一些克隆形成粒细胞。
干细胞的不对称分裂-对称分裂与肿瘤
干细胞的不对称分裂\对称分裂与肿瘤摘要干细胞通过对称和不对称分裂进行增殖。
前者多发生于发育过程或受伤害后的增殖过程中,而后者在使干细胞维持自身特性(自我更新)的同时也能产生分化的后代细胞,是其维持合适的干细胞数的一种方式,因而被认为是干细胞的典型特征。
干细胞对称分裂和不对称分裂之间的平衡对成体再生能力起关键作用,失调则可能导致肿瘤。
本文将对目前已取得的干细胞不对称分裂机制研究进展及与肿瘤发生关系进行讨论。
关键词干细胞;不对称分裂;对称分裂;肿瘤中图分类号q253文献标识码a文章编号1674-6708(2010)20-0058-02干细胞,是分化程度较低,仍具分化成不同类型细胞的潜能,且可自我更新的一类细胞。
它既可“自我更新”,产生更多的干细胞维持自身分化发育潜能,又可产生分化细胞。
其完成这两项任务的一种方式是不对称分裂,即每个干细胞分裂产生一个有干细胞特性的子细胞(自我更新)和一个分化的子细胞。
这种分裂方式在其它类型细胞中很罕见,它使细胞一次分裂便可完成两个任务,效率高且可维持干细胞数目稳定。
而干细胞的数量在发育过程中和受损后再生过程中会显著增加,因此干细胞的增殖方式不仅包括不对称分裂,还有对称分裂。
对称分裂是产生具有同样命运子细胞的分裂方式。
当一群干细胞被作为一个群体看待时,具有同样发育潜能的干细胞可能在一些分裂过程中只产生具有干性的子细胞,而在另一些分裂过程中则只产生分化细胞。
总的来说,干细胞可完全依赖于对称分裂或依赖于对称分裂和不对称分裂的组合。
在模式生物caenorhabditis elegans,drosophila和脊椎动物的研究中,干细胞的这两种分裂方式均有充足的证据。
在本篇综述中,我们将探究多数干细胞对称或不对称的分裂模式及这两种模式之间如何受发育阶段和环境中信号调控达到平衡以产生适当数量的干细胞和分化的子细胞。
在此,我们根据细胞分裂产生子细胞命运的不同将其分为对称分裂和不对称分裂。
干细胞研究的重要性
干细胞研究的重要性干细胞,对于许多人来说并不陌生,它是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。
比如皮肤细胞、神经细胞等都可以通过干细胞分化而来。
如果身体出现了疾病,可能通过干细胞的定向分化,生成身体新细胞替代病变细胞,在理论上可有效修复人体重要组织器官损伤及治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、自身免疫性疾病等重要疾病。
随着干细胞研究的不断加深,未来干细胞治疗将成为可能,它将成为将成为继药物治疗、手术治疗后的另一种疾病治疗途径。
福建农林大学作物学院闽江学者林同香教授指出干细胞治疗途径也会更好的解决癌症的治疗;干细胞研究有助于研究疾病机理;同时,可以帮助开发新药物,通过干细胞人工培育的特定细胞作为新药的试药物,减轻临床上新药物以人为试验品的不人道行为。
据悉,干细胞的研究以及干细胞在医学上的应用已受到各国政府、科技界、企业和公众的高度重视。
在各类媒体、科技文献等经常有干细胞的报道,美日等发达国家均在国家科技战略规划中将其作为重要发展领域,今年4月20日,我国科技部发布了“干细胞研究”等6个国家重大科学研究计划“十二五”专项规划,制定了干细胞的总体思路与发展目标,确定了干细胞研究的主要任务及保障措施。
各国持续增加对干细胞的研发投入,医药企业也逐渐加大对干细胞和再生医学研究与应用的投入。
可见,干细胞研究的重要性。
日本医学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)因诱导多功能干细胞(iPScell),所在的研究团队通过对小鼠的实验,发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法而获得了2012年诺贝尔医学奖。
可见,干细胞研究对社会的贡献及受到社会的认可。
随着科学的不断发展,干细胞研究的重要性不断体现,干细胞研究也将为人类创造未来美好生活带来帮助。
(文/叶荣榕)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
对肿瘤干细胞的认识和可调控的意义The cognition and the significance of the regulation of the cancer stem cells孙靖中江立玉SUN Jing zhong JIANG Li yu山东大学齐鲁医院乳腺外科(中国250012)Shandong University Qilu Hospital (China 250012)中图分类号:R730.55 文献标识码:A 文章编号:1818-0086(2008)02摘要:恶性肿瘤严重地威胁着人类的健康,是危害人类生命的重要原因之一。
尽管有关研究报告很多,遗憾的是其机制尚不清楚,至今尚无确切有效的抗癌、控癌措施。
局部复发和远处转移一直是导致最终治疗失败的主要问题。
WHO提出的新目标和理念——肿瘤属于可调控的慢性疾病。
新的研究发现在肿瘤组织中有一类具有自我更新及分化潜能的细胞亚群,而且是肿瘤复发及转移的根源。
这部分细胞被称为肿瘤干细胞。
国内外相继从血液系统肿瘤及多种实体瘤中分离、鉴定了肿瘤干细胞。
随着肿瘤干细胞学说的提出及确认,人们对肿瘤复发、转移机制和对策有了新的认识和期望,从而为恶性肿瘤治疗后的复发转移的预防提供了一个全新的途径。
现综述如下。
关键词:肿瘤,肿瘤干细胞,干细胞Abstract:Malignant disease still threatens the human health seriously. Though many anticancer approaches have been developed, no effective strategy could cure cancer yet. Recurrence and metastasis lead to the failure of treatment, but it is a pity that the mechanisms are unclear now. A new conception that cancer is a chronic regulatory disease has been raised by WHO.Recent researches revealed that there’s a small group of cells with self renewal and indefinite potency are present in the tumors, and they are the sources of recurrence and metastasis. These special cells are called cancer stem cells. The cancer stem cells have been separated and identified from malignant hematological diseases tumor and malignant solid tumors. The cognition for the mechanism and treatment of recurrence and metastasis has changed with the introduction of the cancer stem cell theory, which provides a new pathway to the control of the cancer recurrence and metastasis.Key words:tumor; cancer stem cells;stem cells恶性肿瘤始终因其不可根治的特征而成为威胁人类健康的疾病之一。
虽然生物工程技术及基因表达图谱研究的发展使我们对恶性肿瘤的认识趋向透彻,各种新药的开发、免疫治疗及靶向治疗的开展、手术方式的改进等综合治疗在一定程度上改善了肿瘤患者的生存质量,延长了生存时间,但是复发和转移仍然是恶性肿瘤治疗失败的最主要的原因,是目前肿瘤学研究亟待解决的问题。
而肿瘤干细胞的发现及研究为该问题的解决提供了新的线索。
1 定义1.1 干细胞及肿瘤干细胞干细胞是一类具有自我复制、更新功能和多向分化潜能的原始未分化细胞,分为胚胎干细胞、生殖干细胞和成体干细胞[1]。
而肿瘤干细胞是指肿瘤组织中具有自我更新及分化能力等干细胞性质的癌细胞亚群,是形成不同分化程度的肿瘤细胞和肿瘤不断增殖的根源。
1958年Hewitt[2]将小鼠白血病细胞移植到同种小鼠体内时,发现仅有1%~4%能够在小鼠脾脏内形成克隆,因此认为只有部分肿瘤细胞具有致瘤性。
其他学者发现实体瘤体外培养也仅1/5000~1/1000 能够形成克隆。
这些研究提示我们肿瘤细胞具有异质性。
传统的观点认为肿瘤组织中的每一个瘤细胞均具有无限增殖及致瘤能力,但具体是哪些瘤细胞形成新的癌灶则是随机的;现在则认为肿瘤细胞之间存在固有的差异,在肿瘤组织中绝大部分肿瘤细胞只具备有限的增殖能力,而仅有极少细胞具备自我更新和不定分化潜能,作为肿瘤形成的起始细胞并维持肿瘤的生长,这就是所谓的肿瘤干细胞。
1.2 肿瘤干细胞学说随着研究的深入,学者们对肿瘤干细胞的认识逐渐达成一致,并产生了一系列相关理论,即肿瘤干细胞学说。
其后,Reya及Pardal等人[3、4]通过研究分别提出并补充、丰富了肿瘤干细胞学说,他们认为肿瘤干细胞不仅存在于血液系统肿瘤中,还存在于众多实体瘤中。
肿瘤干细胞学说主要包括以下两点内容:(1)肿瘤细胞存在异质性,其中一小群具有自我更新、无限增殖能力和不定分化潜能,是肿瘤形成的起始细胞并维持肿瘤的生长;(2)肿瘤干细胞对放疗/化疗不敏感,可能是肿瘤转移、复发的根源。
2 肿瘤干细胞的分离及鉴定随着干细胞生物学领域的发展及研究技术的日趋成熟,肿瘤干细胞的研究取得了突破,在多种肿瘤中发现了肿瘤干细胞。
Bonnet[5]发现在急性粒细胞白血病中,仅表型为CD34+CD38-的癌细胞能够在NOD/SCID小鼠体内形成急性粒细胞白血病,这部分细胞只占0.2%,而其它绝大部分细胞(CD34-亚群和CD34+CD38+亚群)都不能形成移植瘤灶。
进一步研究发现,这部分细胞与正常造血干细胞有许多相似之处,并且能够在NOD/SCID小鼠体内连续传代,所形成的移植瘤与原肿瘤具有相同的形态学特征。
Cox等[6]用原代培养的人急性淋巴细胞白血病细胞进行研究时发现其中存在少量以CD34+CD19-或CD34+CD10-为特异细胞表型的肿瘤干细胞。
Matsui等[7]在多发性骨髓瘤中也分离出一群CD138-/CD34-骨髓瘤细胞,将其移植入NOD/SCID小鼠体内能够形成多发性骨髓瘤,并且体外能够连续传代,而其他亚群骨髓瘤细胞不具备这些功能。
2002年Clarke等首次从人类乳腺肿瘤中分离出了肿瘤干细胞,推动了实体瘤的研究[8]。
他们将乳腺癌患者手术切除的标本制成单细胞悬液,经流式细胞仪筛选出具有特异表达CD44+、B38.1+和ESA+的细胞,注入NOD/SCID小鼠体内,结果发现12周后所有接种CD44+、B38.1+、ESA+、CD24-/lowLin-细胞的小鼠体内均长出了肿瘤,证明这部分细胞具有致瘤性。
随后AI-Hajj M等[9]从人的乳腺组织中分离出预期的乳腺癌起始细胞,他们根据细胞表型利用流式细胞仪从乳腺癌组织或胸水转移癌细胞中筛选出CD44+CD24-/lowLin-细胞。
将这群细胞接种在NOD/SCID小鼠乳腺脂肪板内,能够形成与原肿瘤类似的瘤灶,而其它亚群不能形成移植瘤灶。
即使只有200个CD44+CD24-/lowLin-细胞,也能形成移植瘤,并且可以在NOD/SCID小鼠乳腺脂肪板内连续传代;与之相对的是,即使移植数千个其它表型的癌细胞,也不能形成移植瘤灶。
进一步深入研究表明,在NOD/SCID小鼠所形成的瘤灶内既包括这群肿瘤源性细胞,又包括其它表型的肿瘤细胞。
继乳腺癌干细胞被分离、鉴定之后,后续研究相继在不同的中枢神经系统肿瘤、胰腺癌、肠道肿瘤、肝癌、骨肉瘤、肺癌等肿瘤中发现了肿瘤干细胞。
3 正常干细胞与肿瘤干细胞的关系3.1 肿瘤干细胞的来源众多研究得出的结论均支持肿瘤干细胞的干细胞源性。
人造血干细胞的表型是CD34+CD38-Thy-1+,而在大多数AML中白血病干细胞表型是CD34+CD38-Thy-1-,Thy-1的丢失导致了恶性转化,因此可以推测白血病干细胞是由造血干细胞衍生而来的[10]。
Rubio的研究发现人间充质干细胞在体外较长时间( 4~5个月)体内比较短时间(6~8周)更易发生自身转化[11]。
说明细胞恶变过程中干细胞有更长的生存时间来产生和积累突变,也支持肿瘤干细胞的干细胞来源学说。
3.2 具有共同的标记物肿瘤干细胞与正常干细胞有许多相同的标记物,如CD34+CD38-、CD133+、神经巢蛋白、Sox2、musashi-1、bmi-1、Survivin、磷酸丝氨酸磷酸酶、母源性胚胎亮氨酸拉链激酶等。
3.3 一定条件下可以互相转化临床研究发现,人类的某些恶性肿瘤可以自动消失或者经诱导剂的诱导而继续分化成熟为正常的组织细胞。
如视网膜神经母细胞瘤、恶性黑色素瘤、脂肪母细胞瘤等可以不经治疗而自动痊愈,急性早幼粒细胞白血病可用全反式维甲酸和三氧化二砷进行诱导而痊愈。
而且体外实验均已表明,通过化学干预可以诱导恶性细胞向正常细胞分化。
对间充质干细胞的研究中发现,将间充质干细胞注入裸鼠体内后均生长出恶性纤维瘤。
3.4 生长调控机制相似大量基础和临床实验成果证明一些参与正常干细胞自我更新的基因和信号传导机制也参与肿瘤的发生,提示正常干细胞和肿瘤干细胞的自我更新机制存在很多相似性。
这提示我们,需要研究探索一种方法调控肿瘤干细胞的分化,只要在合理手术切除复发病灶后能够控制、调控肿瘤干细胞的分化,就解决了复发和转移的问题,也就是说有可能从根本上达到治愈和确保生存质量的目的。
3.5 均具有迁移或转移能力Tu SM等[12]认为两者皆受特异化学因子及其受体调节。
正常干细胞可以迁移到特异的组织和器官,而这可以解释肿瘤转移也有一定器官和组织特异性。
Kucia等[13]认为肿瘤干细胞和正常干细胞在体内的迁移均由CXCR4/SDF-1轴调控,表达CXCR4的肿瘤干细胞能向高表达SDF-1的组织(淋巴结、肺、肝、骨)迁移。
4 研究肿瘤干细胞的临床意义首先,肿瘤干细胞的研究将使传统上对肿瘤转移、复发的认识发生了变化。
以往认为任何单个的肿瘤细胞转移或残留均可能导致肿瘤的转移及复发,然而根据肿瘤干细胞学说,只有肿瘤干细胞才是肿瘤转移、复发的根源;尽管根治手术完成彻底清扫,化疗、放疗对全身和局部可能的残留予以辅助、补充杀伤,对癌组织和癌细胞已达到治愈目的,但是,肿瘤干细胞的存在使根治、治愈无法实现,解释了目前治愈率和生活质量无明显进展的原因,另外过去临床中的一些现象,外科综合治疗后5年、10年甚至20年又出现新的肿瘤,为什么?怎样认识?一直无法解释,目前肿瘤干细胞的认识可以明确认识了上述临床特点。