肿瘤干细胞鉴定方法研究进展.pdf
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DO I : 10 . 3781 / j . issn . 10002 7431 . 2008 . 03 . 023 Rev i ew· 综 述
肿瘤干细胞鉴定方法研究进展
陈志欣1, 2
, 顾振纶1, 2
, 曹志飞1, 2
,秦正红1, 2
,周文轩3
, 郭次仪3
(1 .苏州中药研究所 ,苏州 215007; 2 .苏州大学衰老与神经疾病实验室 ,苏州 215123; 3 .香港保健协会 ,香港 999077)
[摘要 ] 有学者认为肿瘤是由少数能促发癌变的肿瘤干细胞和占绝大多数的普通肿瘤细胞组成的 ,从而提出了肿瘤干细胞
假说。肿瘤干细胞被认为是恶性肿瘤转移复发的原因。因此 ,鉴定出肿瘤干细胞并研究其耐药、 耐放射机制 ,将为治愈肿瘤
提供新的希望。本文综述了肿瘤干细胞分选方法的最新进展。
[关键词 ] 肿瘤干细胞;肿瘤干细胞测定; 细胞分离
[中图分类号 ] R730 . 2 [文献标志码 ] A [文章编号 ] 10002 7431 (2008) 032 02722 03
[基金项目 ] 香港保健协会科研基金资助项目 (编号: 20060928
HK)
[作者简介 ] 陈志欣 (1981—) ,男 (汉族) ,硕士,助理研究员
Corres pondence t o: G U Zhen2lun (顾振纶)
E2 mail : zhenlungu . 2003@163. com
虽然近几十年来恶性肿瘤的治疗取得了很大进步 ,但是
治疗后转移及复发率仍非常高。因此 ,对肿瘤临床基础理论
的研究非常重要。近年来肿瘤干细胞假说得到了越来越多
学者的认同。考虑到干细胞和癌细胞之间有惊人的相似性 ,有科学家提出了肿瘤干细胞 ( cancer stem cell)的假说。这种
假说认为肿瘤由肿瘤干细胞和一般肿瘤细胞组成 ,肿瘤干
细胞是一些极少的具有自我更新、 不定潜能性并促使肿瘤形
成的细胞 ,而肿瘤可能起源于正常干细胞遗传突变的积累。
肿瘤干细胞假说的提出为肿瘤的治疗提供了新的途径 ,因此
分离鉴定各种肿瘤干细胞非常重要。1994年有研究者采用
严重联合免疫缺陷 ( severe combined i mmune2 deficient, SCI D)
鼠移植实验 ,从急性髓性白血病患者分离到的肿瘤细胞中 ,鉴定出一小部分具有特殊标志的细胞能在小鼠中促发白血
病[ 1 ]。这使肿瘤的干细胞起源学说有了具体实在的证据。
此后 ,肿瘤学家采用多种分离方法分离鉴定出了多种肿瘤干
细胞。
1 根据特异的细胞表面标志鉴定肿瘤干细胞
干细胞的研究中 ,一般从细胞表面标志、 分化潜能等方
面对干细胞进行鉴定。干细胞研究的发展很大程度上依赖
细胞表面分化抗原的研究进展。因此 ,肿瘤干细胞分离鉴定
的最重要方法就是确定细胞表面特异性标志 ,一般原则为结
合谱系标志、 正常干细胞的特异标志和正常组织特异性标志
等综合评价。很多学者认为结合阳性标志和阴性标志可以
更有效地分离干细胞。目前 ,已经鉴定出了多种肿瘤的肿瘤
干细胞。
1 . 1 急性髓性白血病 Lap idot等[ 1 ]
将急性髓性白血病细
胞植入 SCI D小鼠 ,发现有些细胞会回到骨髓 ,在体内细胞因
子作用下可大量增殖 ,并扩散至全身 ,产生与原始肿瘤相似
形态的白血病细胞;经细胞表面标志鉴定发现 ,这些细胞为
CD34
+
CD38
-
,其他的如 CD34
+
CD38
+
和 CD34
-
细胞都不能
使 SCI D小鼠产生大量能形成克隆的始祖细胞。随后 Bonnet
等[ 2 ]
证实能在有严重联合免疫缺陷的非肥胖型糖尿病
(NOD /SCI D)小鼠中促发人急性髓性白血病的细胞具有分
化和增殖能力 ,有类似于白血病干细胞那样的自我更新潜
能 ,这些细胞被称为 SCI D白血病促发细胞 ( S L2I C) ,它们的
细胞表面标志均为 CD 34
+ +
CD38
-。
1 . 2 乳腺癌 Al2 Hajj等[ 3 ]
将乳腺癌标本或从胸腔积液中
收集的癌细胞植入 NOD /SCI D小鼠 ,选取 CD44 (一种与透明
质酸结合的黏附分子 )和 CD24 (一种与 P2selectin结合的黏
附分子 )作为分离乳腺癌肿瘤干细胞的表面标志 ,发现 100
个表型为 CD44
+
CD24
-
/ l owL ineage2 的乳腺癌细胞即能在
NOD /SCI D小鼠中形成肿瘤 ,而 10
5
个其他细胞表型的细胞
却不能形成肿瘤。
1 . 3 脑肿瘤 Singh等[ 4 ]
分析了多种病理类型的脑肿瘤 ,包
括毛发细胞型星型细胞瘤、 成髓细胞瘤、 室管膜瘤、 神经节神
经胶质瘤等 ,对培养出的细胞进行了自我更新、 增殖和分化
能力分析 ,并用流式细胞仪进一步分离出 CD133
+
细胞。
CD133是一种相对分子质量为 120 × 10
3
的跨膜细胞表面蛋
白 ,起初被认为是一种造血干细胞标志 ,最近发现 CD133也
是正常人类神经干细胞的标志。文献 [ 4 ]认为 CD133
+
细胞
就是脑肿瘤干细胞 ,并提出了 3点理由: ( 1)可产生类似神
经球的细胞球 , (2)可自我更新及增殖 , (3)这些细胞可分化
出与原发病人一致的细胞表型。
1 . 4 前列腺癌 Collins等[ 5 ]
采用分离正常人前列腺上皮干
细胞的细胞表面标志 ,从前列腺癌细胞中分离出了细胞表型
为 CD44
+
/α2β1
hi
/CD 133
+
的细胞群。α2β1 是人前列腺的
主要整联蛋白之一 ,其与 Ⅰ、 Ⅳ 型胶原及层黏连蛋白 1结合 ,并只在前列腺基底细胞中表达。CD133功能未知 ,常被用来
分离造血干细胞 ,也是中枢神经系统干细胞群的细胞表面标
志;成长的上皮细胞也表达 CD133,并在分化后表达迅速下
调。文献 [ 5 ]认为 CD44
+
/α2β1
hi
/CD133
+
细胞群是前列腺
癌干细胞 ,因为这群细胞数量少 ,约占总细胞的 0 . 1% ,且具
有分化增殖和自我更新能力。
1 . 5 恶性黑素瘤 Fang等[ 6 ]
用培养人胚胎干细胞的培养
基培养原代恶性黑素瘤细胞 ,发现约 20%的细胞长成一种
无黏着力的细胞球;而在标准培养基中 ,所有细胞都呈单层
· 272 · 肿瘤 2008年 3月第 28卷第 3期 TumorVol . 28, No . 3, March, 2008
? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net贴壁生长;在合适的培养条件下 ,恶性黑素瘤细胞球能够分
化成多种细胞系 ,例如黑素细胞系、 脂肪细胞系、 骨细胞系、软骨细胞系 ,这正是神经嵴干细胞可塑性的表现 ......
肿瘤干细胞鉴定方法研究进展
陈志欣1, 2
, 顾振纶1, 2
, 曹志飞1, 2
,秦正红1, 2
,周文轩3
, 郭次仪3
(1 .苏州中药研究所 ,苏州 215007; 2 .苏州大学衰老与神经疾病实验室 ,苏州 215123; 3 .香港保健协会 ,香港 999077)
[摘要 ] 有学者认为肿瘤是由少数能促发癌变的肿瘤干细胞和占绝大多数的普通肿瘤细胞组成的 ,从而提出了肿瘤干细胞
假说。肿瘤干细胞被认为是恶性肿瘤转移复发的原因。因此 ,鉴定出肿瘤干细胞并研究其耐药、 耐放射机制 ,将为治愈肿瘤
提供新的希望。本文综述了肿瘤干细胞分选方法的最新进展。
[关键词 ] 肿瘤干细胞;肿瘤干细胞测定; 细胞分离
[中图分类号 ] R730 . 2 [文献标志码 ] A [文章编号 ] 10002 7431 (2008) 032 02722 03
[基金项目 ] 香港保健协会科研基金资助项目 (编号: 20060928
HK)
[作者简介 ] 陈志欣 (1981—) ,男 (汉族) ,硕士,助理研究员
Corres pondence t o: G U Zhen2lun (顾振纶)
E2 mail : zhenlungu . 2003@163. com
虽然近几十年来恶性肿瘤的治疗取得了很大进步 ,但是
治疗后转移及复发率仍非常高。因此 ,对肿瘤临床基础理论
的研究非常重要。近年来肿瘤干细胞假说得到了越来越多
学者的认同。考虑到干细胞和癌细胞之间有惊人的相似性 ,有科学家提出了肿瘤干细胞 ( cancer stem cell)的假说。这种
假说认为肿瘤由肿瘤干细胞和一般肿瘤细胞组成 ,肿瘤干
细胞是一些极少的具有自我更新、 不定潜能性并促使肿瘤形
成的细胞 ,而肿瘤可能起源于正常干细胞遗传突变的积累。
肿瘤干细胞假说的提出为肿瘤的治疗提供了新的途径 ,因此
分离鉴定各种肿瘤干细胞非常重要。1994年有研究者采用
严重联合免疫缺陷 ( severe combined i mmune2 deficient, SCI D)
鼠移植实验 ,从急性髓性白血病患者分离到的肿瘤细胞中 ,鉴定出一小部分具有特殊标志的细胞能在小鼠中促发白血
病[ 1 ]。这使肿瘤的干细胞起源学说有了具体实在的证据。
此后 ,肿瘤学家采用多种分离方法分离鉴定出了多种肿瘤干
细胞。
1 根据特异的细胞表面标志鉴定肿瘤干细胞
干细胞的研究中 ,一般从细胞表面标志、 分化潜能等方
面对干细胞进行鉴定。干细胞研究的发展很大程度上依赖
细胞表面分化抗原的研究进展。因此 ,肿瘤干细胞分离鉴定
的最重要方法就是确定细胞表面特异性标志 ,一般原则为结
合谱系标志、 正常干细胞的特异标志和正常组织特异性标志
等综合评价。很多学者认为结合阳性标志和阴性标志可以
更有效地分离干细胞。目前 ,已经鉴定出了多种肿瘤的肿瘤
干细胞。
1 . 1 急性髓性白血病 Lap idot等[ 1 ]
将急性髓性白血病细
胞植入 SCI D小鼠 ,发现有些细胞会回到骨髓 ,在体内细胞因
子作用下可大量增殖 ,并扩散至全身 ,产生与原始肿瘤相似
形态的白血病细胞;经细胞表面标志鉴定发现 ,这些细胞为
CD34
+
CD38
-
,其他的如 CD34
+
CD38
+
和 CD34
-
细胞都不能
使 SCI D小鼠产生大量能形成克隆的始祖细胞。随后 Bonnet
等[ 2 ]
证实能在有严重联合免疫缺陷的非肥胖型糖尿病
(NOD /SCI D)小鼠中促发人急性髓性白血病的细胞具有分
化和增殖能力 ,有类似于白血病干细胞那样的自我更新潜
能 ,这些细胞被称为 SCI D白血病促发细胞 ( S L2I C) ,它们的
细胞表面标志均为 CD 34
+ +
CD38
-。
1 . 2 乳腺癌 Al2 Hajj等[ 3 ]
将乳腺癌标本或从胸腔积液中
收集的癌细胞植入 NOD /SCI D小鼠 ,选取 CD44 (一种与透明
质酸结合的黏附分子 )和 CD24 (一种与 P2selectin结合的黏
附分子 )作为分离乳腺癌肿瘤干细胞的表面标志 ,发现 100
个表型为 CD44
+
CD24
-
/ l owL ineage2 的乳腺癌细胞即能在
NOD /SCI D小鼠中形成肿瘤 ,而 10
5
个其他细胞表型的细胞
却不能形成肿瘤。
1 . 3 脑肿瘤 Singh等[ 4 ]
分析了多种病理类型的脑肿瘤 ,包
括毛发细胞型星型细胞瘤、 成髓细胞瘤、 室管膜瘤、 神经节神
经胶质瘤等 ,对培养出的细胞进行了自我更新、 增殖和分化
能力分析 ,并用流式细胞仪进一步分离出 CD133
+
细胞。
CD133是一种相对分子质量为 120 × 10
3
的跨膜细胞表面蛋
白 ,起初被认为是一种造血干细胞标志 ,最近发现 CD133也
是正常人类神经干细胞的标志。文献 [ 4 ]认为 CD133
+
细胞
就是脑肿瘤干细胞 ,并提出了 3点理由: ( 1)可产生类似神
经球的细胞球 , (2)可自我更新及增殖 , (3)这些细胞可分化
出与原发病人一致的细胞表型。
1 . 4 前列腺癌 Collins等[ 5 ]
采用分离正常人前列腺上皮干
细胞的细胞表面标志 ,从前列腺癌细胞中分离出了细胞表型
为 CD44
+
/α2β1
hi
/CD 133
+
的细胞群。α2β1 是人前列腺的
主要整联蛋白之一 ,其与 Ⅰ、 Ⅳ 型胶原及层黏连蛋白 1结合 ,并只在前列腺基底细胞中表达。CD133功能未知 ,常被用来
分离造血干细胞 ,也是中枢神经系统干细胞群的细胞表面标
志;成长的上皮细胞也表达 CD133,并在分化后表达迅速下
调。文献 [ 5 ]认为 CD44
+
/α2β1
hi
/CD133
+
细胞群是前列腺
癌干细胞 ,因为这群细胞数量少 ,约占总细胞的 0 . 1% ,且具
有分化增殖和自我更新能力。
1 . 5 恶性黑素瘤 Fang等[ 6 ]
用培养人胚胎干细胞的培养
基培养原代恶性黑素瘤细胞 ,发现约 20%的细胞长成一种
无黏着力的细胞球;而在标准培养基中 ,所有细胞都呈单层
· 272 · 肿瘤 2008年 3月第 28卷第 3期 TumorVol . 28, No . 3, March, 2008
? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net贴壁生长;在合适的培养条件下 ,恶性黑素瘤细胞球能够分
化成多种细胞系 ,例如黑素细胞系、 脂肪细胞系、 骨细胞系、软骨细胞系 ,这正是神经嵴干细胞可塑性的表现 ......
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