肺癌干细胞的研究现状
【摘要】肺癌已成为世界上发病率和死亡率增长最快,严重危
害人类健康和生命的恶性肿瘤。最近,科学家们提出“肿瘤干细胞”
理论,认为肿瘤组织由异质性的细胞群体组成,其中很小部分细胞
具有干细胞特性,是恶性肿瘤发生、耐药、复发及转移的根源。因
此人们希望从肿瘤干细胞的角度找到根治肺癌的途径。
【关键词】肺癌;干细胞;肿瘤干细胞
【中图分类号】r725【文献标识码】a【文章编号】
1005-0515(2011)02-0227-02
目前,肺癌已成为世界上发病率和死亡率增长最快,严重危害
人类健康和生命的恶性肿瘤,5年生存率低于15%。科学家们通过
总结大量肿瘤细胞和干细胞的生物学相似性后,提出“肿瘤干细胞”
(tsc)理论。该理论的提出为肺癌的治疗带来曙光。
1 干细胞
干细胞(sc)是指具有自我更新和分化潜能的细胞。干细胞的自
我更新和分化在其内在机制和周围环境中的信号调控下处于动态
平衡状态,维持了干细胞的数量稳定。一旦干细胞发生基因突变或
信号传导途径发生错误,将导致这一平衡被打乱,引起高度协调的
干细胞分裂增殖过程失调,导致肿瘤发生。
2 肿瘤干细胞
2001年,科学家们提出了tsc理论,认为肿瘤组织由异质性的
细胞群体组成,其中很小部分细胞具有干细胞特性,决定肿瘤的发
生、侵袭、转移、播散和对各种治疗是否敏感[1~3]。tsc的最早报
道见于白血病。ai-hajj等发现乳腺癌干细胞,首次证明了在实体瘤
中tsc的存在。目前已成功分离并鉴定的实体tsc包括脑肿瘤、结
肠癌、前列腺癌、黑色素瘤及胰腺癌等,肺癌tsc的研究也取得很
大进展。
3 肺癌干细胞
3.1 肺癌干细胞的发现 2005年kim等从大鼠细支气管、肺泡管
结合部分离出sca-1+cd45-pacam-cd34- 细胞,其有很强的自我更
新和分化能力, 称之为支气管肺泡干细胞(bascs),并认为bascs
可能是肺腺癌的起源细胞。2006年,黄盛东等发现,a549细胞悬浮
培养可形成3种类型的克隆集落,其中holoelone型克隆体具有干
细胞特性。2007年,summer等从鼠的肺组织中分离出肺内源的间充
质干细胞。ho等发现肺癌sp细胞较非sp细胞具有更强的致瘤性,
表达乳腺癌耐药蛋白(abcg2)等多种abc家族膜转运蛋白。eramo等
在人的肺癌组织中发现一群具有自我更新、多向分化能力的cd133+
细胞,其具有肿瘤细胞的恶性特征,被命名为肺癌干细胞。
3.2 肺癌干细胞的分选方法:肺癌干细胞的分选主要采用三种
方法:a.应用细胞表面特异性标记进行分选;b.根据sp表型进行tsc
的分选;c.利用干、祖细胞中aldh的含量较高进行分选。
细胞表面标志物是分选肺癌肿瘤干细胞的关键。kim等应用流式
细胞仪分选出sca+/cd45-/pecam-/cd34+的支
气管肺泡干细胞,肺腺癌肿瘤干细胞亦存在与bascs相似的表面标
志物。另一表面标志物是cd133。eramo等发现cd133+细胞在
肺癌标本中普遍存在,但含量较低。科学家们还发现,cd133+
肺癌细胞可无血清悬浮培养,含血清培养出现分化; cd133+
细胞比cd133-细胞更易形成与原发瘤表型一致的肿瘤,更具
耐药性。上述研究显示cd133+细胞可能包含了肺癌干细胞,
且和肺癌化疗耐药密切相关。但meng等[19]对肺癌细胞株中的
cd133+及cd133-细胞进行对比,发现二者均可形成移植
瘤,故cd133+细胞是否代表肺癌干细胞,仍存在争议。
人们发现造血干细胞具有将荧光染料泵出细胞外的特性,即sp
特性[23]。目前利用这一特性进行纯化 已成为一种常用的分离方
法。sp细胞表面表达abcg2等abc家族膜转运蛋白,因此,也可应用
abcg2作为标记分选tsc。
利用干、祖细胞中aldh的含量较高进行分选肺癌干细胞。在造
血系统、神经系统的干、祖细胞、乳腺癌中aldh含量很高。在乳
腺癌中发现aldh1+肿瘤细胞具有干细胞特性,且与乳腺癌不
良预后相关。美国学者应用流式细胞仪从人类肺癌细胞系中分选出
aldh1阳性细胞,发现其具备诸多干细胞特征,并表达cd133,并
与肺癌患者的预后呈负相关。
3.3 肺癌干细胞的鉴定方法:目前研究认为tsc鉴定必须通过一
些经典的干细胞实验进行鉴定。自我更新是干细胞的三大重要特性
之一,如 cd133+肺癌细胞能够在含生长因子的无血清培养基
中以细胞球的方式悬浮生长,这是鉴定其具有自我更新的能力,也
是鉴定其是为tsc的重要方法。致瘤能力是鉴定tsc的最重要环节,
目前多通过裸鼠致瘤实验进行检验。分化潜能是tsc的重要特征之
一,可通过单克隆实验进行检验,以此鉴定其干细胞特性。
4 肺癌干细胞的展望
进入21世纪以来,肺癌的治疗已经进入分子时代,对肺癌干细
胞的研究越来越受到重视。直接靶定肺癌干细胞,通过寻找特异性
的表面分子标志识别肺癌干细胞,制备单克隆抗体,携带放射性物
质或化疗药物,靶向放化疗,最终促使肺癌干细胞凋亡,使肿瘤失
去生成新的肿瘤细胞的能力,争取达到根治的目的。这些方法将为
肺癌的治疗带来了新的曙光。
参考文献
[1] reya t.stem cells,cancer,and cancer stem cells.nature
2001;414(6859):105~111
[2] wicha ms,liu s,dontu g.cancer stem cells:an old idea
a paradigm shift cancer res 2006;66(4):1883~1890
[3] al-hajj m.cancer stem cells and oncology
therapeutics.current opinion in oncology 2007;19(1):61~64
作者单位:154002 黑龙江省佳木斯市中心医院