肿瘤干细胞研究的问题和进展
癌症干细胞研究的进展与临床应用

癌症干细胞研究的进展与临床应用近年来,癌症成为全球范围内最主要的健康威胁之一。
虽然目前已有多种治疗手段可供选择,但依然存在许多难以解决的问题,如治疗效果不佳、复发率高等。
因此,寻找新的治疗策略是当前癌症研究的重要方向之一。
其中,对于癌症干细胞的探索引起了科学家们的广泛关注。
一、癌症干细胞的特点1. 干细胞的定义与特点干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞,可以不断地进行分裂和增殖,并具备分化为各种功能成体细胞的能力。
这些特征使得干细胞在组织修复和再生等生理过程中起到重要作用。
2. 癌症干细胞的发现早在1997年,美国科学家John Dick首次发现了急性髓系白血病中存在一小部分表现出干细胞特征的肿瘤细胞,这被认为是首次揭示了癌症中可能存在干细胞的概念。
之后,越来越多的研究表明,在多种肿瘤中都可以找到类似干细胞特征的肿瘤细胞,它们被称为癌症干细胞。
二、癌症干细胞与癌症发展1. 癌症干细胞的分子特征癌症干细胞与正常组织中的干细胞具有许多相似之处,如共享一些共同的信号通路以及表达一些类似的表面标记物。
这些特征使得人们能够通过特异性标记等方法鉴定出癌症干细胞,并进一步探索其发育和功能。
2. 癌症干细胞在肿瘤发展中的作用癌症干细胞被认为在肿瘤的生长、扩散和复发过程中起到了关键作用。
它们能够自我更新并产生大量非干细胞性肿瘤细胞,同时还具备逃避免疫识别和耐受药物治疗的能力。
因此,针对癌症干细胞进行精确治疗成为许多科学家的目标。
三、癌症干细胞研究的进展1. 对癌症干细胞标记物的识别为了更好地定位并分离出癌症干细胞,科学家们不断努力寻找特异性标记物。
识别出合适的标记物可以帮助科学家们深入了解其生理功能和分化潜能,并为研发靶向治疗手段提供依据。
2. 癌症干细胞与肿瘤微环境的相互作用肿瘤组织中存在复杂而多样化的微环境,这种微环境以其特殊的生理和代谢状态为癌细胞提供了生存和增殖条件。
而最近的研究表明,这种微环境也会影响癌症干细胞的行为和命运决定,进一步加剧肿瘤发展。
肿瘤干细胞及其研究进展

肿瘤干细胞及其研究进展肿瘤是一种常见的疾病,治疗肿瘤一直是临床医生和科学家们的重要研究方向。
所谓“肿瘤干细胞”,指的是一种具备干细胞特性,并且具有肿瘤形成能力的细胞。
这些细胞在肿瘤治疗中扮演着至关重要的角色。
本文将讨论肿瘤干细胞的定义、特点、研究进展及其在肿瘤治疗中的应用。
一、肿瘤干细胞的定义和特点肿瘤干细胞最早是由美国科学家John Dick于1994年发现的。
它们是肿瘤组织中的一部分,它们可以不断自我更新和分化,同时还可以分化成肿瘤中非干细胞部分,促进肿瘤的生长和扩散。
与常规的肿瘤细胞不同,肿瘤干细胞具备以下特征:1.自我更新能力:肿瘤干细胞能够自我更新,维持其在肿瘤组织中的数量和特性。
2.多向分化能力:肿瘤干细胞能够分化成不同类型的细胞,形成肿瘤。
3.强的肿瘤形成能力:肿瘤干细胞是肿瘤中的“种子”,它们能够引导周围非干细胞向表现出肿瘤细胞特性的方向分化。
由于这些特点,肿瘤干细胞成为了肿瘤发展和治疗的一个新焦点。
二、肿瘤干细胞的研究进展肿瘤干细胞的研究自从1994年John Dick发现以来,有了长足的进步。
如今,科学家们已经发现并定义了不同类型的肿瘤干细胞,例如:脑肿瘤干细胞、乳腺癌干细胞、肝癌干细胞等等。
通过不断开展的基础研究,科学家们已经发现了很多与肿瘤干细胞相关的信号通路和分子机制,如Wnt/β-catenin,Notch,Hedgehog,PI3K/AKT,CD133等等。
同时,科学家们也用各种方法对肿瘤干细胞进行了研究和分离,例如流式细胞术、分子分选法和胶质球培养等。
三、肿瘤干细胞在肿瘤治疗中的应用在肿瘤治疗的方面,肿瘤干细胞具有很大的应用潜力。
在目前的肿瘤治疗中,放疗和化疗是主要的手段,但是,由于肿瘤干细胞具备多向分化和强的抗性能力,使得疗效不佳。
因此,科学家们很早就开始研究如何针对肿瘤干细胞进行治疗。
一方面,科学家们致力于寻找可以抑制肿瘤干细胞增殖和增长的小分子化合物和抗体。
抗肿瘤干细胞药物的研发现状与未来趋势分析

抗肿瘤干细胞药物的研发现状与未来趋势分析癌症,这个让人闻之色变的疾病,一直是医学界努力攻克的难题。
而肿瘤干细胞,作为癌症的“种子”,其研究进展直接关系到抗肿瘤药物研发的未来走向。
咱们就从理论角度深入剖析一下抗肿瘤干细胞药物研发的现状和未来发展趋势,力求用大白话把那些高大上的科学原理讲得通俗易懂,让你我这样的普通人也能一窥门径。
一、肿瘤干细胞的理论基础1. 肿瘤干细胞的概念简单来说,肿瘤干细胞就像是癌细胞中的“超级英雄”,它们拥有自我更新和分化成其他癌细胞的超能力。
这些细胞数量虽少,但作用巨大,它们是肿瘤生长、复发和转移的关键所在。
想象一下,如果我们能精准地定位并消灭这些“超级英雄”,那癌症治疗岂不是事半功倍?2. 肿瘤干细胞的特性肿瘤干细胞有几个显著的特点:一是它们的“不死之身”,即极强的致瘤性,只需少量便能维持肿瘤的持续生长;二是它们的“变形记”,能够分化成多种癌细胞,适应不同的环境;三是它们的“隐身术”,在体内不易被免疫系统识别,为治疗增加了难度。
二、抗肿瘤干细胞药物的研发现状1. 现有药物的局限性目前市场上的抗肿瘤药物,大多针对的是快速分裂的癌细胞。
但问题在于,肿瘤干细胞往往分裂速度较慢,甚至处于休眠状态,这让传统药物难以奏效。
这就好比用大炮打蚊子,不仅效果不佳,还可能伤及无辜。
2. 新靶点的探索为了打破这一僵局,科学家们开始寻找新的靶点。
比如,针对肿瘤干细胞表面的特异性标记物,开发能够精准识别并杀伤这些细胞的药物。
这就好比为大炮装上了智能瞄准镜,让治疗更加精准高效。
三、数据统计分析在药物研发中的应用1. 药物筛选效率的提升通过大数据分析和机器学习技术,我们可以对海量的化合物进行快速筛选,找出最有潜力成为抗肿瘤干细胞药物的候选者。
这大大提高了药物研发的效率,缩短了上市时间。
2. 临床试验数据的深度挖掘临床试验是药物研发的重要环节。
通过对试验数据的深入挖掘,我们可以了解药物在不同人群中的疗效差异,以及潜在的副作用和风险。
肿瘤干细胞的研究进展和应用前景

肿瘤干细胞的研究进展和应用前景众所周知,肿瘤是一种非常严重的疾病,却也是一种非常复杂的疾病,其治疗是治愈现有病变和预防复发的终极目标。
多年来,人们一直在探索肿瘤的治疗方法和途径,而肿瘤干细胞的研究,成为了治疗肿瘤的新突破口,逐渐受到了越来越多的关注。
肿瘤干细胞是指存在于肿瘤中的一类细胞,这种细胞具有高度的自我更新能力和分化潜能,可以不断地分裂、更新,形成不同种类的癌细胞,导致肿瘤的恶性转移。
研究发现,传统的放化疗可以减少肿瘤细胞的数量,但是并不能完全根治,原因是虽然治疗后的肿瘤细胞数量有所减少,但是其中的干细胞仍然具有重建肿瘤组织的能力。
因此,只有消灭掉肿瘤干细胞,才能彻底根治肿瘤。
最近的研究表明,肿瘤干细胞的基因组特征和正常干细胞基因组的不同之处较少。
但是,这些细胞对于环境质量的要求更高,例如:比正常细胞更容易受到DNA损伤,更依赖于端粒酶活动、更容易受到氧化应激和DNA修补损伤的影响等。
因此,人们希望通过研究肿瘤干细胞的特性,来寻找更有针对性的治疗方法。
目前,针对肿瘤干细胞的治疗方法主要有三种:第一种是通过靶向肿瘤干细胞的表面蛋白或其他标志物,来实现肿瘤干细胞的定位和杀灭。
研究者已经发现一些特异性抗体可以识别肿瘤干细胞表面的特定蛋白,例如CD44、CD133、ALDH1等。
一些基于这些蛋白的抗体的治疗方法已经进入临床试验,效果比较明显。
第二种是通过针对肿瘤干细胞的新药物,如靶向干细胞信号通路、影响干细胞自我更新等方面来杀死干细胞。
例如:Bmi-1基因、Wnt/ β-catenin信号通路以及Hedgehog信号通路等。
这些药物对正常细胞的影响并不明显,很好地实现了肿瘤干细胞的治疗。
第三种针对肿瘤干细胞的治疗方法是干细胞移植法,包括自体造血干细胞移植和同种异体干细胞移植。
自体造血干细胞移植必须使用与肿瘤干细胞来源相同的自身造血干细胞进行治疗,经过免疫抑制治疗后,将干细胞更换为新的细胞,以切断肿瘤干细胞的联系。
干细胞研究进展与应用研究报告

干细胞研究进展与应用研究报告干细胞是一种具有多能性的细胞,具备自我复制和分化为多种细胞类型的能力。
近年来,干细胞研究得到了快速发展,对医学领域的进展产生了积极的影响。
本文将对干细胞研究的最新进展以及其在医学应用中的潜力进行综述。
1. 干细胞的来源干细胞可以从多个来源获取,目前主要可以分为胚胎干细胞(ESCs)和成体干细胞(ASCs)两类。
1.1 胚胎干细胞(ESCs)胚胎干细胞是从早期胚胎中获得的多能性细胞。
它们具有广泛的分化潜能,可以分化为身体上任何部位的细胞类型。
然而,胚胎干细胞的获取涉及到胚胎捐赠和相关伦理道德问题,因此受到一定的限制。
1.2 成体干细胞(ASCs)成体干细胞主要存在于成体组织和器官中,包括骨髓、脂肪组织和皮肤等。
它们的多能性较低,主要分化为特定器官或组织的细胞类型。
成体干细胞的获取相对容易,可通过组织抽取或分离获得,不涉及伦理道德问题。
2. 干细胞研究的最新进展干细胞研究领域取得了一系列重要的突破和进展。
2.1 诱导多能性干细胞(iPSCs)诱导多能性干细胞是通过基因重编程技术将成体细胞重新转化为具有胚胎干细胞特征的干细胞。
这项技术由日本科学家山中伦也于2006年首次提出,具有重要的科研和医学应用潜力。
通过iPSCs的研究,人们可以更好地了解细胞命运和疾病发生的机制,并开发出个性化医疗的治疗方法。
2.2 细胞再生研究干细胞具有分化为多种细胞类型的能力,这为细胞再生研究提供了基础。
通过刺激干细胞分化为特定细胞类型,科学家可以尝试修复受损组织或器官。
例如,心肌细胞再生研究已经取得了一定的进展,为治疗心脏病提供了新的治疗方向。
2.3 疾病模型研究干细胞的研究不仅可以应用于细胞治疗,还可以用于建立疾病模型。
科学家可以利用干细胞技术将患者的细胞重新分化为特定细胞类型,并用于疾病模型的建立和药物研发。
这种方法可以更好地了解疾病的发生机制,为个性化治疗提供指导。
3. 干细胞在医学应用中的潜力干细胞在医学领域有着广泛的应用前景。
干细胞治疗癌症的研究进展

干细胞治疗癌症的研究进展干细胞是一类具有自我复制和不同化潜能的细胞,可以通过分裂和分化成为多种细胞类型。
因此,干细胞治疗被认为是未来治疗各种疾病的希望之一,其中包括癌症。
癌症是一种危害人类健康和生命的疾病,它通常由异常细胞的不受控制的增长和分裂引起。
目前,传统的癌症治疗方法包括化疗、放疗和手术,但是这些方法常常会造成严重的副作用,而且某些类型的癌症难以治愈,因此需要一种新的治疗方法。
2021年,干细胞治疗癌症的研究进展如何呢?本篇文章将会从四个方面阐述这个问题。
一、干细胞在癌症治疗中的应用自干细胞被发现以来,人们就开始探索其在癌症治疗中的应用。
干细胞在癌症治疗中的应用主要包括两个方面:1. 干细胞移植干细胞移植是指将一定数量的干细胞注入到患者体内,以恢复因癌症治疗而受损的造血功能。
常见的干细胞移植方式包括骨髓移植、外周血干细胞移植和脐血干细胞移植。
这种方法主要适用于血液系统恶性肿瘤,如白血病、淋巴瘤等。
2. 干细胞分化治疗干细胞分化治疗是指将人工培养的干细胞分化成特定的细胞类型,如神经元、心肌细胞等,然后将其应用于癌症治疗。
这种方法主要适用于固体肿瘤的治疗。
二、成功案例目前,干细胞治疗癌症的成功案例已经不少。
以干细胞移植为例,美国国立卫生研究院(NIH)曾报道了一位患有急性髓样白血病的13岁女孩的治疗经历。
女孩在接受化疗后,没有找到合适的骨髓供体,于是进行了外周血干细胞移植手术。
移植后,她的造血功能恢复了,病情也得到了控制。
以干细胞分化治疗为例,2018年,中国科学院神经科学研究所和北京和睦家医院发布了一项研究成果,他们采用了人工合成的神经干细胞进行肿瘤治疗。
这些干细胞分化成神经元,然后释放出一种抗肿瘤蛋白,可以抑制癌细胞的生长。
三、研究存在的问题干细胞治疗癌症的研究也存在着一些问题:1. 安全性问题干细胞治疗癌症的安全性问题一直是人们关注的焦点。
干细胞移植后,患者可能会产生过敏反应、感染等不良反应。
肿瘤细胞生物学研究新进展

肿瘤细胞生物学研究新进展肿瘤细胞生物学是指研究肿瘤细胞的结构、功能和分化状态等基础性问题的学科领域。
随着技术的不断发展和完善,肿瘤细胞生物学研究的新进展不断涌现,为治疗癌症开启了新的基础和实践基础。
本文将介绍肿瘤细胞生物学研究的新进展。
一、肿瘤干细胞研究肿瘤干细胞是指具有自我更新和分化能力的肿瘤细胞亚群,它们具有很强的再生能力和耐受力,是肿瘤发生、复发和转移的重要因素。
这一领域的研究,已经为肿瘤治疗的新策略提供了一些新思路。
建立肿瘤干细胞相关的检测技术和分析方法,对于指导肿瘤的治疗方案、预测患者的临床预后有着重要的意义。
目前,已经建立了多种检测方法,如流式细胞术、非洲草地鼠实验、靶向蛋白芯片等,这些方法已经成为肿瘤干细胞的判定标准。
二、代谢重编程的研究代谢重编程是指肿瘤细胞在肿瘤环境中的代谢方式改变,使其适应肿瘤生长和生存的一系列代谢过程。
与正常细胞相比,肿瘤细胞和正常细胞拥有不同的代谢特点。
对于肿瘤代谢的研究,可以为人们提供更多治疗癌症新的靶标。
对此,针对肿瘤细胞的代谢特性进行的研究有所发展,比如建立代谢特征分析模型和代谢通路研究模型。
这些模型不仅有助于解释肿瘤干细胞生长和增殖的作用机制,而且有助于临床治疗策略的制订和优化。
三、细胞周期、分化和凋亡的研究细胞周期是细胞自我复制的周期,细胞周期紊乱是肿瘤细胞的重要生物学特点之一。
在肿瘤细胞中,细胞周期的控制和调节失去了正常的生物学规律,致使肿瘤细胞不断分裂、增殖。
然而,对于肿瘤细胞的细胞周期调控机制尚不清晰,这是治疗肿瘤的一个瓶颈。
肿瘤细胞分化和凋亡也是肿瘤生物学研究的焦点。
研究表明,肿瘤细胞分异成熟的程度越高,越容易发生细胞性凋亡。
因此,通过研究肿瘤细胞的分化能力和凋亡机制,发展出能够促进肿瘤细胞分化和凋亡的新药及治疗方案,对于治疗癌症具有重要的意义。
四、细胞外基质和肿瘤微环境的研究细胞外基质是指细胞内、外环境交界处的细胞外物质,肿瘤细胞与其相互作用,形成了肿瘤微环境。
肿瘤干细胞研究的新进展与展望

肿瘤干细胞研究的新进展与展望随着人类健康意识的提升,癌症成为了大家最为关注的健康问题之一。
虽然目前治疗癌症的方法已经有了很大的进步,但是癌症的治疗仍然面临很大的挑战。
癌症的发生和发展是一个非常复杂的过程,其中肿瘤干细胞是癌症发生和发展的关键因素之一。
因此,肿瘤干细胞研究一直是癌症研究的热点之一。
本文将介绍肿瘤干细胞研究的新进展和未来的发展方向,以期为癌症治疗提供新的思路和方法。
一、肿瘤干细胞的定义和特点肿瘤干细胞是指肿瘤组织中一种具有自我更新和增殖能力的细胞,它们具有分化为体细胞的潜能,并且能够延长肿瘤的生存期。
和普通的癌细胞不同,肿瘤干细胞能够形成肿瘤的种子细胞,并且在肿瘤治疗中具有一定的耐药性。
二、肿瘤干细胞研究的新进展最近的研究表明,肿瘤干细胞可以通过一些因素来激活它们的自我更新和增殖能力。
这些因素包括一些基因的突变、细胞微环境的改变和营养物质的供给等。
其中,细胞微环境对肿瘤干细胞的影响尤为重要。
肿瘤干细胞在特定的微环境下,会受到一些信号分子的作用,从而激活自身的分化和增殖,进而促进肿瘤的生长和扩散。
同时,最近的研究表明,肿瘤干细胞还可以通过分泌一些促进血管生成的因子来促进自身的生长和扩散。
这些因子包括VEGF、FGF等,它们能够刺激周围的血管生成,供给肿瘤干细胞所需的养分和氧气,从而优先满足肿瘤干细胞的生长和扩散需求。
三、肿瘤干细胞研究的未来展望虽然肿瘤干细胞研究已经取得了很大的进步,但是还有很多问题需要进一步解决。
一方面,肿瘤干细胞的分化和增殖机制、以及肿瘤干细胞和周围环境的相互作用等问题还需要进一步研究;另一方面,开发针对肿瘤干细胞的新型治疗方法也是研究的重点之一。
在未来的研究中,可以考虑以下几个方面:1、研究肿瘤干细胞和周围微环境的相互作用,深入了解细胞因子和信号通路的调控机制,在这个基础上,设计针对肿瘤干细胞的新型治疗方法。
2、发展肿瘤干细胞特异性标记和鉴别技术,以便更准确地检测肿瘤干细胞的数量和分布,指导针对肿瘤干细胞的治疗策略。
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肿瘤干细胞研究的问题和进展谭亚军侯启明张庶民中国食品药品检定研究院,卫生部生物技术产品检定方法及其标准化重点实验室摘要近年来,肿瘤干细胞理论研究得到迅猛发展,它为我们重新认识肿瘤的起源和本质提供了新的方向和视角,但同时也存在争议。
该文就肿瘤干细胞理论发展历程,目前该研究领域存在的一些问题,面临的挑战和最新研究进展作一综述。
关键词:肿瘤,肿瘤干细胞,肿瘤治疗从20世纪50年代至今,随着生物技术的发展,肿瘤干细胞(Cancer Stem Cell,CSC)学说经历了从设想到验证的漫长历程,它的提出为研究肿瘤细胞的生物学特性和肿瘤临床治疗提供了新的思路。
这一学说[1]认为,肿瘤组织中存在少量干细胞样的癌细胞亚群,具有自我更新、无限增殖和多向分化潜能,能够分化为组成肿瘤的大部分细胞,并使肿瘤具有异质、增殖、浸润等特性,这一细胞亚群称之为肿瘤干细胞。
近年来,肿瘤干细胞理论得到越来越多研究者的重视和发展,但同时也伴随着一些争议。
最近的一些报道表明有些肿瘤中约十分之一甚至四分之一的肿瘤细胞都具有CSC的特性[2、3],这更是与CSC是一少量细胞亚群的基本概念相矛盾。
很多人也因此对肿瘤干细胞假说产生了质疑。
伴随着科学技术手段的不断提高,相信我们能对肿瘤干细胞有更加全面的认识,这些质疑也将逐步揭开。
1. 肿瘤干细胞理论的发展历程干细胞的研究中,白血病干细胞的分离和表面标记测定开始得较早。
因此,肿瘤干细胞在造血系统中研究的最早也最深入。
早在1958年,Hewitt[4]将小鼠白血病细胞移植到同种小鼠体内后,发现仅有1%- 4%细胞能在小鼠脾脏内形成克隆集落,故认为只有部分肿瘤细胞具有致瘤性。
Park 等[5]从小鼠腹水中提取骨髓瘤细胞进行体外克隆培养,发现仅有0.01%-1% 细胞可以形成克隆集落。
1977年,Hamburger 和Salmon[6]发现只有0.02%- 0.1%的小细胞肺癌、卵巢腺癌、神经母细胞瘤、黑色素瘤等实体瘤细胞能够在特制的培养基上形成集落。
这些实验初步证明肿瘤组织中的大部分细胞可能来自其中一些具有干细胞性质的亚细胞群,即肿瘤干细胞,但由于技术手段的限制并未对这些细胞进行分离和鉴定。
自荧光技术的诞生到流式细胞术的运用,再到各种实验小鼠模型的建立,大大推进了细胞技术的发展。
与此同时,肿瘤干细胞理论也得到了迅猛的发展。
根据细胞表面上的标记抗原,利用荧光抗体技术及流式细胞技术,可以对血液系统和实体组织中多种类型的细胞进行鉴定与分析。
实验小鼠模型的建立对研究干细胞的自我更新和无限繁殖功能也具有重要意义。
为了满足对于肿瘤细胞连续的传代移植和白血病多亚型分析等研究,1992年,Prochazka 等[7]建立了非肥胖型糖尿病/重症联合免疫缺陷(severe combined immunodeficient and non-obese diabetic,NOD/SCID)小鼠模型。
John Dick 等随后利用这个模型对各类型的白血病进行大量研究,在1997年与Bonnet[8]首次确认了人类急性髓性白血病中肿瘤干细胞的存在,并成功分离出来。
研究发现大多数白血病细胞不能持续增殖,只有0.2%-1%的细胞亚群有持续的克隆形成能力,与造血干细胞有相似的表型,即CD34+ CD38-Thy-1-细胞,这种细胞移植到NOD/SCID小鼠后能形成类似白血病的肿瘤细胞。
至此,白血病干细胞的存在得到公认。
随后,根据细胞表面的某些特异标记,陆续鉴定出一些实体瘤的干细胞样细胞。
2003年Al-Hajj 等[9]首次从乳腺癌组织中分离出细胞表面标志为CD44+CD24-/low Lineage-的致瘤性癌细胞,这些细胞具有肿瘤干细胞样特性。
研究表明,提取200个表型为CD44+CD24-/low Lineage-的细胞,植入NOD/SCID小鼠体内,约12 周出现明显肿瘤;而未分离的癌细胞需5 × 104个才能形成肿瘤。
这种致瘤性的细胞亚群在NOD/SCID小鼠中可持续地形成肿瘤,产生的新肿瘤中不仅包含有致瘤型细胞和原发肿瘤中其他的非致瘤型细胞,与正常干细胞自我更新和分化的特征相似。
虽然这种细胞在数量上仅占整个乳腺肿瘤细胞的2%,但是其重建肿瘤的能力却是其他表型肿瘤细胞的50倍。
Singh等[10]从人脑瘤中分离出CD133+和CD133-脑瘤细胞,只有CD133 +的肿瘤细胞才能在体外培养中形成肿瘤球,具有较强的自我更新能力及增殖致瘤能力,仅需100个细胞就可以使NOD/SCID小鼠形成新的肿瘤,并能连续传代致瘤。
而CD133-的肿瘤细胞数量虽占多数,却不能使小鼠形成肿瘤。
此后,又有室管膜、前列腺、胰腺、肺腺、甲状腺、皮肤、结肠、直肠等部位的CSC被陆续分离出来[11-18],使CSC学说得到了进一步的实验支持。
2. 目前肿瘤干细胞研究存在的问题2.1 肿瘤干细胞的分离直到今天,肿瘤干细胞的鉴定、分离和培养仍然是肿瘤干细胞研究的一大瓶颈。
目前分离CSC的方法主要有利用肿瘤干细胞细胞表面标志物,采用荧光活化细胞分选系统( FACS)及磁性活化细胞分选系统(MACS),以及根据其生物学特性采用旁路细胞分选法进行功能分选两大类,但他们都有自身局限性。
目前对肿瘤干细胞标志物的研究多沿用干细胞的研究,干细胞的严格鉴定和分离也仅在极少的组织中完成,许多实体组织自身的干细胞表面标志物尚未确定,因此对CSC的表型分离鉴定还仅限于少数实体肿瘤。
研究发现肿瘤细胞具有某些相同的表面分子标记[19、20]:如表达CD133、CD44、CD34及CD38等等,其中CD133标记分子在目前CSC研究中应用较多。
但这些表面标记分子很难区分正常组织干细胞和CSC。
这方面的研究进展还只是起步阶段。
因此,通过CSC的细胞特异表面标记物来鉴定分选的难题就在于表面标记物的确定。
另外荧光激活细胞分选术分选的CSC不能分选出单个细胞而使分选出的CSC中可能混有其它癌细胞,磁性激活细胞分选术可能会影响到细胞的活性。
旁群细胞分选法是根据CSC的SP (Side Population, SP)细胞特性进行分选。
CSC具有SP细胞特性,能将荧光染料Hoechst 33342 排除体外而在流式细胞检测中表现为不着色。
虽然这种方法方便、经济,还有利于分离纯化未知表面标志物的肿瘤干细胞[21],但由于染料Hoechst 33342 鉴定分选出的SP细胞并不全都是CSC,这就对鉴定出来的CSC纯度提出了要求[22]。
2.2 肿瘤干细胞的鉴定肿瘤干细胞的鉴定,需要通过实验来证明该群细胞具有自我更新及产生异质性细胞群体的潜能,即能自我克隆产生致瘤性肿瘤细胞,同时又能分化出不同表型的非致瘤性肿瘤细胞,而且最重要的功能特征是能导致肿瘤的形成。
目前针对肿瘤干细胞检测的一个普遍的方法是异种异体移植实验(xenotransplantation),即具有免疫缺陷的NOD/SCID 鼠成瘤性测试。
利用分离技术获得表型不同的细胞群,将其植入NOD/SCID 小鼠体内,若是CSC会有强致瘤性,仅需少量细胞即可致瘤,而且形成的移植瘤与原发肿瘤高度相似。
另外包括体外实验,大都采用添加一些生长因子的无血清培养基培养,通过集落形成实验、细胞周期、基因和表型测定及体外诱导分化等,测定其生物学特性。
只有通过以上检测所证明的具有自我更新潜能的强致瘤性细胞,才能确定为肿瘤干细胞。
但这一实验方法近年来受到一些学者的质疑。
来自澳大利亚墨尔本大学的Strasser小组认为异体移植实验掩盖了微环境对肿瘤细胞的影响,由于人与鼠体内的微环境的不同,不能够说明在鼠体内有致瘤性的那些来自人的癌细胞即为肿瘤干细胞[2、23]。
他们认为人的肿瘤细胞之所以能够在鼠体内存活并成瘤,可能是由于这些细胞得到了某些特性从而能够适应新的环境,而非这些细胞是具有自我更新功能的癌干细胞。
由于肿瘤干细胞的分离鉴定方法还不完善以及人为因素的干扰都为肿瘤干细胞的分离纯化提出了更高的要求。
肿瘤细胞的体外研究忽略了组织周围环境对细胞的影响,而分离也对组织造成损伤,使癌细胞间失去了原有的联系,对后续研究都有影响。
2.3 肿瘤干细胞学说的质疑2001 年,Reya 等[1]在《Nature》上发表文章提出当代肿瘤干细胞学说,认为肿瘤组织存在一小部分具有干细胞性质的肿瘤干细胞,其具有无限的自我更新、多向分化潜能与高度增殖能力,能够产生不同表型的肿瘤细胞,并赋予肿瘤异质、增殖、浸润等特性。
以往研究也表明肿瘤干细胞是一类含量很少的致瘤性细胞亚群(<0.1%)[3]。
但近来,Kelly[2]、Quintana[3]和我国学者先后发表的研究结果向这一概念提出了挑战。
2007年,通过实验Kelly 等[2]质疑CSC的概念。
为排除异种异体移植的复杂性, 他们进行了同种异体移植实验,从三种转基因小鼠中分离出淋巴瘤细胞,以10-105个的细胞数量分别注入组织相容性受体小鼠体内,结果表明10个淋巴瘤细胞即可在受体小鼠内成瘤,只不过比注入105个细胞需要的成瘤时间要长。
他们建议这类细胞应被称为“肿瘤传播细胞”,并指出人和小鼠细胞因子受体不相容导致了以往实验结果的偏差。
A dams 等[24] 对此作出回应,进一步分析了人和小鼠白血病及淋巴瘤实验,认为现在的异种移植系统可能低估了能维持人类肿瘤生长的细胞比例。
他们否定肿瘤干细胞学说,认为肿瘤的发生不受所谓的极少量的CSC 的驱动,而是取决于肿瘤细胞与其周围微环境的适应能力,之所以在肿瘤移植中只有极少一部分具有致瘤性是因为移植的肿瘤细胞只有极少量能适应移植到的微环境而稳定地生长,其他没有表达出致瘤性只是因为它们不适应相关的微环境罢了,而不是因为它们本身没有致瘤性。
他们的观点牵涉到传统的克隆演变学说,直接冲击了肿瘤干细胞学说的基础概念[1]。
不久后Kennedy 等[25]针对Kelly 等的观点进行了反驳,他们认为,白血病细胞通过同种或异种移植到小鼠体内,不同肿瘤中白血病起源细胞(1eukemia-initiating cell, L-IC)存在的差异性(0.001%至1%)可能是由于不同肿瘤组织所含的CSC比例不同所造成的。
2008年,Quintana 等[3]利用NOD/SCID IL2Rγinterleukin-2 receptor gamma chain null (IL2rg-/-)受体小鼠等手段优化了异种异体移植系统,并利用有限稀释和单细胞移植等方法对人黑色素瘤细胞进行了致瘤性分析,结果表明27%的黑素瘤细胞可在小鼠体内形成肿瘤。
最近,我国学者报道B16-F10黑色素瘤细胞在同基因小鼠间移植,有相当高比例(>10%)的细胞具有致瘤性[26]。
以上研究表明肿瘤组织中的大部分细胞均具有致瘤性,虽然这与肿瘤干细胞理论所描述的肿瘤组织中只有一小部分癌干细胞作为肿瘤源泉的说法相悖,但这将有助于我们更加全面认识肿瘤干细胞假说,肿瘤干细胞的产生和肿瘤形成可能是存在多种不同机制,不可能用一种模式来解释。