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1、肿瘤干细胞的概念、特点、信号通路、细胞表面标志、分离培养以及其微环境导读:本文讲述了肿瘤干细胞的概念,特点,信号通路,细胞表面标志,分离培养以及肿瘤干细胞的微环境。关键词:干细胞;癌干细胞;白我更新;耐药性;肿瘤发生干细胞(stemcell,SC)是指具有自我更新、分化潜能的细胞。依SC分化能力可分为三类:(1)胚胎干细胞(embyonicstemcell,ESC),也称为全能干细胞(totipotentstemcell,TSC),它可分化成机体任何类型或种类的细胞,可塑性最大,是研究组织发生、器官功能修复的最佳材料,但将其用于研究在不同国家受到不同程度的法律及伦
2、理限制。(2)骨髓干细胞(bonemarrowderivedstemcel1,BMSC)或造血T细胞(hematopoieticstemcel1,HSC),也称多能干细胞(pluripotentialstemcell),具有多向分化潜能,是目前国内外研究、应用最多的干细胞类型。已经证实BMSC可分化成血液细胞、肝脏细胞、肌肉细胞、神经细胞等。由于BMSC來源广泛(主要來源于志愿者、患者亲属等)、干细胞数量较多、容易操作等特点,已成为冃前国内外临床细胞治疗(尤其是白血病)的主耍材料。(3)成体于细胞(adultstemcel1,ASC),也称单能干细胞(unipot
3、entstemcell,USC),是一类具有向特定细胞系分化能力的干细胞,也称为祖细胞(progenitor)o最近已成为研究热点的癌干细胞(cancerstemcell,CSC)应该属于成体干细胞的范畴。1癌干细胞癌干细胞,也称肿瘤干细胞(tumorstemcell,TSC)是近年來牛物医学刊物出现频率较高的一个新词汇,应该是指癌组织中“存在的”为数不多的具有自我更新能力、分化潜能的细胞。事实上,恶性肿癖来自干细胞是150年前已冇的一种假设[l]oLapidot等[2]报道的具冇CD34CD38表型的人急性髄性白血病(humanacutemyeloidleuka
4、emia,AML)干细胞,是人恶性肿瘤干细胞的首次报道,但该文仍没冇引起多大关注。直到近几年來人们又开始关注人实休瘤屮癌干细胞是否存在的问题⑶。1.1癌细胞群体中是否存在癌T细胞尽管早在1994年报道的AM癌干细胞的“干细胞特征”证据较充足,但癌细胞群体(肿瘤细胞系、H血病、实体肿瘤组织等)中是否普遍存在癌干细胞,有待证实。迄今己报道癌干细胞(包括干细胞样细胞"stem-likecells”,肿瘤起始细胞tumorinitiatingcells”等)的人实体瘤有:脑瘤[4〜7]、乳腺癌[8为]、室管膜瘤[10]、皮肤癌[11]、前列腺癌[12~13]、视网膜母细胞
5、瘤[14]、胰腺癌[15]、肝母细胞瘤[⑹等;人肿瘤的实验动物模型屮胃癌干细胞[17]、肺癌干细胞[⑻也冇实验性研究报道。Setoguchi等[19]发现很多刖瘤细胞系中持续存在癌干细胞,Patrawala等[20]也证实人多种肿瘤细胞系小存在干细胞样细胞,Kondo等[21]证实大鼠胶质瘤细胞系C6中分离的SP细胞在体内外可分化为神经元细胞和胶质细胞,提示C6SP细胞是典型的干细胞样细胞,也就是癌干细胞。上述研究证据表明,大多数肿瘤细胞群屮的确存在癌干细胞,只是不同肿瘤屮干细胞的研究进展不尽和同,有些尚未报道。1.2癌干细胞的特征1.2.1自我更新白我更新(se
6、lf-renewa1)是指一个细胞分裂为两个细胞,但具屮一个子代细胞仍然保持与亲代细胞完全和同的未分化状态;而另一个子代细胞则定向(commit)分化,这种分裂称为不对称分裂(dissymmetricdivision)0癌T•细胞与成体T•细胞类似,也应具有自我更新的特性[&22~23]。认识正常干细胞自我更新的调节机制是理解肿瘤细胞增殖机制的基础,因为癌通常被认为是口我更新失控所致的疾病⑶。有人认为肿瘤干细胞自我更新的特性是造成肿瘤复发、转移及预后不良的主要原因[24]。」]•:常干细胞通过不对称分裂在实现自我更新的同时,也通过分化、细胞周期的有序进行,为机体在
7、生命过程屮维持恒态(homeostasis)起了不可替代的作用。不同组织中干细胞究竟是自我更新还是向特定细胞分化取决于T•细胞的内在能力[&22]及其niche细胞的作用[25]。肿瘤干细胞通过口我更新维持着肿瘤的持续生长。肿瘤干细胞积累了所在肿瘤的基因突变,正是这些基因突变导致了肿瘤细胞的过度增殖,乃至转移播散。1.2.2高致瘤性癌干细胞的致瘤性因肿瘤种类不同差别较大,主要从两个方血进行评价:一是癌干细胞的体外克隆形成(clonogenicity)能力,即源自原发性肿瘤组织或肿瘤细胞系的癌干细胞在软琼脂(softagar)或基底膜类似物(matrigel)上形成
8、克隆数及其