CD133是近年在干细胞领域研究较为活跃的细胞膜糖蛋白之一,常表达于未成熟的造血干细胞或祖细胞,新近有报道认为它在脑肿瘤、前列腺癌、小鼠的Lewis肺癌、B16黑色素瘤的干细胞中均有表达,已被认为是这些肿瘤干细胞的标志之一。

miltenyi biotec（德国美天旎）拥有CD133全系列的全球专利。

美天旎部分CD133：一.CD133的分子结构人CD133抗原为5次跨膜糖蛋白，目前发现的同源性抗原有CD133_1和CD133_2，其基因分别定位在人类的4号和2号染色体上，分析CD133的基因结构发现，CD133_1基因至少含有27个外显子，CD133_2基因比CD133_1基因少1个27 bp的4号外显子。

CD133_1抗原cDNA全长为3 794 bp，其中5′端有37 bp的非翻译区，3′端有1 159 bp的UTR，中间为2 598 bp的开放阅读框，编码865个氨基酸的蛋白。

转录起始密码子ATG位于38bp 处，ATG之后还有一编码19个氨基酸的信号肽序列,终止密码子位于第2 763位,第3 906核苷酸处有一长20 bp的polyA序列。

CD133_1与CD133_2的相对分子质量分别为120 KD 和112 KD，CD133_2由含856个氨基酸的肽链组成，比CD133_1少9个位于E1区的氨基酸[2]。

在发现人CD133的同年，在小鼠中也发现了CD133_1的同源性抗原并命名为Prominin_1，二者具有60％的相似结构，之后，成功克隆出Prominin_2，与Prominin_1和人CD133分别有29％和26％的相似结构，认为是Prominin_1的同源性抗原。

CD133的功能目前尚不清楚，存在于C端的酪氨酸暗示它可能是通过酪氨酸残基磷酸化作用而发挥级联效应的生长因子受体。

二. CD133阳性的肿瘤干细胞利用某些干细胞标志物与肿瘤细胞标志物相结合的方法确定肿瘤干细胞特异性的标志物，是当前肿瘤干细胞筛选的主要手段。

已有报道发现，在多种肿瘤细胞系上发现有CD133两种抗原mRNA的表达。

CD133_2抗原的mRNA在肺癌细胞系、胰腺癌细胞系以及乳腺癌细胞系等细胞表面高表达，而CD133_1抗原的mRNA高表达于视网膜母细胞癌细胞系以及与其起源相同的癌细胞表面。

作为干细胞特异性表面抗原，CD133的mRNA能在多种癌细胞系中检测到，提示CD133可能是一种肿瘤干细胞的广谱标记物，可用于筛选一些尚未分选出的肿瘤干细胞或者进一步纯化已分选出的肿瘤干细胞。

1CD133阳性的白血病干细胞CD133首先是作为造血干/祖细胞表面标志物而被发现，并被认为是比CD34更早期的表面抗原。

近来研究表明，有些白血病干细胞的表面也携带有CD133抗原，首次报道12例白血病患者CD133的表达情况，11例CD34＋患者中CD133高表达的有3例，弱表达4例，阴性4例，CD34与CD133两种抗原虽会出现共表达，但是二者仍有显著的不同。

之后研究发现CD133在急性髓系白血病和急性淋巴细胞白血病中都有表达，利用CD133抗体检测了298份多型白血病细胞标本，包括急性髓样白血病142份，急性淋巴细胞白血病119份，CD34＋ve双型急性白血病l3份，CD34＋ve慢性髓样白血病血危象24份(21份骨髓来源血细胞和3份淋巴细胞)，发现114份标本中CD133为阳性表达，在AML样本中CD133明显在CD34＋细胞中高表达。

通过分析来自脐带血和外周血的CD133＋造血干细胞内干细胞基因的表达情况，与对照组CD133－造血干细胞的比较发现，表达水平上调至少2倍以上的基因总共有244个，其中包括在急性白血病细胞中异常表达的基因如MPL, FLT3, HOXA9,MEIS1, MLLT3, KIT, TIE, GATA_2, HOXA5, HOXA10, HLF, MYCN, EVI1, MYB, FHL1和HMGA2等，暗示某些基因异常表达的CD133＋造血干细胞可能是白血病干细胞的重要来源之一。

2CD133阳性的脑肿瘤干细胞CD133在脑肿瘤干细胞中的研究最为深入，最早是从脑肿瘤组织内分选出多种与干细胞相似的肿瘤源性细胞，包括星型细胞瘤、胶质母细胞瘤和恶性成神经管细胞瘤，并鉴定出这些脑肿瘤干细胞表面标志为CD133。

他们将100个CD133阳性的癌细胞注入NOD_SCID小鼠脑后，发现这些细胞就足以使小鼠长脑瘤。

但是在对照试验中，将10万个CD133阴性的癌细胞注射入小鼠脑中，也无脑瘤生长。

利用CD133作为标志物，通过流式细胞仪分别收集CD133阳性和阴性细胞，然后接种至小鼠颅内、腹腔和皮下，结果发现CD133阴性细胞无致瘤能力，而CD133阳性细胞的致瘤率为50％～100％。

这些实验都支持CD133是脑肿瘤干细胞的特异性标志物之一。

最近有报道用电离辐射处理人的神经胶质瘤组织，发现CD133＋胶质瘤细胞出现富集，占肿瘤细胞总数的比例是未经辐射处理组的4倍，进一步研究发现CD133＋胶质瘤细胞能优先激活DNA损伤修复机制来抵抗辐射，从而导致肿瘤的复发，这一点较为符合肿瘤干细胞的特征。

此外还有实验表明，CD133＋胶质瘤细胞能通过HEDGEHOG(HH)_GLI途径调控CD133＋干细胞基因的表达和维持CD133＋脑胶质肿瘤干细胞自我更新，也在一定程度上解释了CD133表型细胞具有干细胞特性的内在原因。

3CD133阳性的大肠癌干细胞早期对大肠癌干细胞的鉴定是根据Sca_1、keratin_6 integrinβ1，Musashi_1与hesl等表面标志，但近来研究发现，CD133也可以作为大肠癌尤其是结直肠癌干细胞鉴定的特异性标记物，将大肠癌CD133＋细胞经皮注射到免疫缺陷的小鼠身上培养，发现可迅速复制出原肿瘤细胞，并可在数代之间连续繁殖，且肿瘤细胞在快速生长过程中没有显著的表型改变；而CD133－细胞在同等条件下却并不形成肿瘤。

研究结肠癌干细胞时鉴定了一类具有干细胞性质的结肠癌细胞，CC_IC是结肠癌中启动癌细胞生长并能自我更新的细胞，他们将人的结肠癌细胞注射到免疫缺陷小鼠的肾下被膜处移植培养，利用有限稀释分析术发现平均在5.7×104个未分选的结肠癌细胞中才能测到1个CC_IC，而在分选出的CD133＋癌细胞中平均每262个细胞中就有1个CC_IC，在CD133＋癌细胞中CC_IC浓缩了200多倍，因此可以认为结肠癌干细胞中在CD133＋细胞中高度富集。

4CD133阳性的前列腺癌干细胞关于前列腺癌干细胞标志物的最早报道将前列腺增生组织和前列腺癌标本消化成单细胞并用结合CD57抗体的磁珠去除腔面细胞，然后将基底细胞分为a2β1hi和a2β1low两组，再用CD133抗体磁珠分别从两细胞中分选干细胞，结果表明约1％的人前列腺基底细胞表达CD133且仅限于a2β1hi细胞群内，异体移植试验证明CD133细胞能够在NOD_SCID小鼠体内形成肿瘤，并且能分化形成基底及腔面细胞。

而CD133－细胞不具备上述能力。

之后，宣布成功分选出CD44＋／a2β1hi／CD133＋表型的前列腺癌干细胞，他们从前列腺癌手术切除的标本中分选出3群细胞：CD44＋／a2β1hi／CD133＋表型的细胞为前列腺癌干细胞，表型为CD44＋／a2β1hi／CD133－的短暂扩增细胞和CD44/a2β1low的定向基底细胞，CD44＋／a2β1hi／CD133＋具有很强的体外增殖潜能，传代培养30代后仍有较强的增殖能力，而且在基质胶中的侵袭能力和在免疫缺陷小鼠体内的致瘤能力均远大于CD44＋／a2β1hi／CD133－表型细胞。

进一步观察发现，前列腺癌干细胞发生分化后，CD133表达大大下降。

5CD133阳性的胰癌干细胞胰腺癌干细胞的分选最早是选用ESA、CD44和CD24。

后来发现作为干细胞标志物的CD133和ABCG2能在约占40％的人胰腺癌细胞中共表达，并提出CD133可能是胰腺癌干细胞的抗原标志。

最近发现人的胰腺癌组织存在CD133阳性表达的干细胞，这些细胞具有致瘤性，能强烈抵抗化学药物的作用。

进一步研究发现，CD133＋细胞中存在表达趋化因子受体CXCR4的一个亚型，当研究人员将这个亚型的细胞注射入小鼠时，小鼠会形成原代肿瘤并发生转移。

但是当利用CXCR4抗体进行预培养或者消耗完CXCR4＋细胞的时候，小鼠就只保持致瘤性，而丧失了肿瘤转移能力。

这暗示表达CXCR4受体的CD133＋细胞与胰腺癌干细胞有很大关系。

6CD133阳性的肝癌干细胞肝癌是最常见的恶性肿瘤之一，确定肝癌干细胞的标记物对于有效治疗肝癌有重要意义。

利用免疫组化的方法使用CD34与c_kit标志物对肝细胞癌及肝内胆管细胞癌进行鉴定，认为肝癌可能来源于肝前体细胞，最近，用CD133鉴定肝癌干细胞，检测到CD133抗原仅在Huh_7细胞中表达，体外实验发现相对CD133－Huh_7细胞，CD133＋Huh_7细胞有着更高的增殖潜能，且成熟肝细胞标志物mRNA的水平较低，而肝癌早期标志物AFP的mRNA水平明显高于对照组。

用多种已确定的干细胞特异标记物来分选纯化肝癌组织，最终鉴定和分选出了一小部分CD133阳性表达的具有干细胞特性的肝癌细胞。

这些CD133＋细胞具有较强的体内致瘤能力，可以检测到干细胞基因的表达，能自我更新并具备横向转化为非肝细胞的能力。

7CD133阳性的其他肿瘤干细胞随着CD133在肿瘤干细胞中研究的深入，人们认为CD133在其他的肿瘤中也可以用来分选和鉴定肿瘤干细胞。

用联合标记物VEGFR1＋/CD133＋/CD34＋/CD113＋分选出了小鼠肺癌，B16黑色素瘤中的肿瘤干细胞，在非小细胞肺癌内皮祖细胞上发现有CD133分子表达。

报道在肾肿瘤组织中发现了CD133阳性表达的肾肿瘤干细胞。

在恶性黑色素瘤中发现分别有CD133和CD133/ ABCG表达的肿瘤干细胞三．关于脐带血的CD133+ 细胞研究人员利用取自人类脐带血经增生后的CD133+ 细胞直接注入心肌梗塞的大鼠心脏，评估做为治疗心肌梗塞的可行性。

有心脏血管高危险因子的病人通常有较少的血管先驱细胞，这些血管先驱细胞在试管内的培养也较衰老静止，因此使用来自人类脐带血的血管先驱细胞是另一个方式可以补充病人或老人受损的干细胞功能。

研究人员发现这些扩增后的细胞会有成熟血管细胞的标帜，在试管内也会形成管状的构造，也有血管内皮生长因子讯息RNA的表达，细胞经60天培养可以增加70倍，仍维持其功能。

给予此纯化及扩增的细胞可以显著地增加左心室血量射出比率，改善心收缩功能。

总结的说，来自脐带血纯化的CD133+ 细胞经增生后，不失去其生物活性功能，不论纯化或增生的细胞在心肌细胞的重塑治疗上都有好的效果。