胰腺癌csc综述

胰腺癌干细胞

江苏大学黄骏摘要肿瘤是一种单克隆起源,经无限增殖形成的恶性肿瘤,而肿瘤干细胞（Cancer Stem Cell,CSC）是存在于肿瘤内的极少数细胞,这些细胞具有无限增殖、自我更新及多向分化潜能【1】,即Hierarchy学说中所认为的肿瘤启动细胞。尽管由于异种移植模型的局限性导致CSC理论存在一定的争议，但是小鼠模型实验和临床上的应用均说明它存在的合理性【21】。

其中，胰腺癌是预后最差的肿瘤之一，是一种恶性程度极高的消化道肿瘤，严重危害人类健康。胰腺干细胞也是具有干细胞特性的一种肿瘤细胞，随着对胰腺干细胞概念的提出及干细胞和肿瘤起源研究深入，人们认识到胰腺干细胞的异常分化和增值会导致胰腺癌的发生。胰腺癌的起源及致瘤性、恶性程度、耐药性、复发转移等均与胰腺癌干细胞基因的异常表达密切相关，所以其研究对于胰腺癌的治疗具有重要意义。

1 肿瘤干细胞的概念及胰腺癌肿瘤干细胞的提出

Al-Hajj指出，CSC是指那些类似于正常干细胞，并且与人类的各种肿瘤的进展和复发直接相关的一组细胞【23】。它具有三项典型性的特征：1，能够自我更新；2，能够产生肿瘤

所包含的各种类型的细胞；3，唯一能够导致肿瘤二次移植的细胞。同时，它还具有独特的表面标记物以及能利用对称/不对称分裂来保存自身。

在几年前，CSC概念的提出饱受争议，但是最初在白血病和骨髓瘤中CSC的发现【24】，随后在其他实质肿瘤，例如乳腺癌【23】，恶性胶质瘤【25】，结肠直肠癌【26】，肝癌【27】和胰腺癌【8】中的发现提供了CSC存在的直接证据。

Chenwei Li 等【5】认为表面标志为CD24+CD44+ESA+的这群胰腺癌细胞就是胰腺癌干细胞。他们在胰腺癌的研究中发现: 胰腺癌细胞中有一表面标志为CD24+CD44+ESA+的细胞亚群, 这群细胞占癌细胞总数的0. 2%～0. 8% , 其致瘤能力比其他的癌细胞强100 倍, 100个CD24+CD44+ ESA+细胞可在胰尾的原位注射中形成与人类胰腺癌免疫组化结果相同的肿瘤, 并具有干细胞特性。

2 胰腺癌干细胞的分选

（1）通过表型分选

肿瘤干细胞与非肿瘤干细胞在形态学上没有差异。区分肿瘤干细胞与非肿瘤干细胞的一种方法是通过表面标记。主要有两种手段,荧光激活细胞分选(fluorescence activated cell sorting,FACS,也称流式细胞技术)和磁性激活细胞分选术（magnetic activated cell sorting,MACS）。

Li等【5】通过异种移植模型培养人胰腺癌原代细胞,以CD44、CD24、ESA为表面标记通过流式细胞仪分选出0．2％～0.8％表型为CD44+CD24+ESA+的高致瘤性细胞群。并在动物成瘤模型中证实该种细胞具有高致瘤能力。100个CD44+CD24 ESA+细胞注入NOD／SCID小鼠就能产生肿瘤,而104的CD44－CD24－ESA－注入NOD／SCID小鼠才产生肿瘤,104未分选的肿瘤细胞同样可以使NOD／SCID小鼠形成新的肿瘤。

胰腺癌细胞株同样存在CD44+CD24+表型的干细胞。Huang等【6】以CD44、CD24为表面标记在胰腺癌细胞株中分选出CD44+CD24+的高致瘤性细胞,并在裸鼠的体内成瘤实验中证实该表型的细胞的致瘤能力较CD44－CD24－的细胞强20倍。

同时,Olemp ska等【7】发现,在胰腺癌的5个细胞系中有两株表达CD133和ABCG2上调,暗示着CD133可能是胰腺癌干细胞的特异表面分子; 随后,Hermann等【8】也证实了胰腺癌组织中存在表达CD133的肿瘤干细胞群,并且其具有更强的致瘤性。此外,将CD133+CDCR4-和CD133+CDCR4+的胰腺癌干细胞注入小鼠体内,显示CD133+CDCR4—的肿瘤干细胞只能引起肿瘤的形成,却没有引起肿瘤转移,CD133+CDCR4+的肿瘤干细胞可以引发肿瘤形成。并且CXCR4信号通路的失活可以抑制肿瘤的转移。

由此可知以上这些表面抗原均可以作为鉴定胰腺癌干细胞的表面抗原。

（2）SP细胞筛选

在利用Hoechst染料进行造血干/祖细胞的FACS分析时,会发现一群分布特殊的细胞,经过紫外激发后用双波长（450nm和675nm以上波长）监测,可以观测到发出微弱的蓝色和红色荧光,在流式二维点阵图上,呈彗尾状分布在造血干/祖细胞一侧,因此成为（side population,SP）细胞【9】。目前已经在多种组织和肿瘤中发现SP细胞,其具有干细胞的特征,同时在胰腺癌中叶发现此类细胞,黄凤婷等【10】通过流式细胞技术在胰腺癌细胞株SW1990中分选出SP细胞,并在体外实验中证实SP细胞的“干性”特征,即自我更新和多向分化潜能等。

3胰腺癌干细胞的鉴定

目前,难以从细胞形态学的特点对其进行鉴定,现在的鉴定的方法主要从它的生物学特征在体外培养鉴定,以及通过测定其体外克隆形成能力鉴定。

（1）从生物学特性在体外培养鉴定

有研究表明,肿瘤干细胞易呈悬浮球状生长并传代【23】,而与之相对应的,正常细胞则呈贴附生长,死亡细胞呈漂浮生长。此外,通过有限稀释实验和亚克隆培养分析发现本肿瘤球

制成的细胞悬浮液都再次形成肿瘤球,且肿瘤球完全相同,提示肿瘤干细胞具有自我更新和增殖。

（2）测定体外克隆能力鉴定肿瘤干细胞

鉴定出肿瘤干细胞注入NOD/SCID小鼠体内,观察其致瘤性。这种在NOD/SCID小鼠体内建模被认为是现在进行肿瘤干细胞鉴定的具有说服力的方法。

4 胰腺癌干细胞的特征

（1）自我更新

肿瘤干细胞在增殖过程中有两种分裂方式,一种是对称分裂,分裂形成两个相同的干细胞,另一种是不对称分裂,一个肿瘤干细胞分裂成一个与亲代细胞完全相同的未分化的干细胞和一个已分化的子代肿瘤细胞。肿瘤干细胞借不对称分裂来维持肿瘤干细胞数目的稳定并产生肿瘤。

Li【11】以RT—PCR检测发现相对于正常的胰腺上皮细胞,未分选的胰腺癌细胞SHH分子的表达高 4.1倍。CD44-CD24-ESA-细胞高4.0倍,CD44+CD24+ESA+细胞的表达则高46.3倍。

（2）分化潜能

肿瘤干细胞在体内和体外培养时,其产生的后代细胞具有分化成熟细胞的表型或具有分化成熟细胞的标志。Li【12】,Gou 【11】,以及Singh【13】等学者的实验均表明,包括胰腺癌干细胞在