肿瘤干细胞研究进展_陈苏峰
上海交通大学学报(医学版)
Journal of Shanghai J iaotong University (Medical Science )
Vol .26No .5May 2006
【作者简介】陈苏峰(1970-),男,安徽淮南人,主治医师,硕士生
【文章编号】 0258-5898(2006)04-0548-04
?综 述?
肿瘤干细胞研究进展
陈苏峰 综述 钟 审校
(上海交通大学医学院新华医院心胸外科,上海 200092)
【摘 要】干细胞和肿瘤细胞都具有无限自我更新能力,二者的调节机制也有相似之处,如端粒酶的活化、凋亡的抑制等。越来越多的证据表明,一些癌瘤内有部分细胞具有类似干细胞的功能(肿瘤干细胞),其从急性髓细胞白血病、实体瘤(乳腺癌)、恶性神经胶质瘤中被分离出来,在放疗或化疗后可继续存活,对治疗有对抗作用,是维持癌瘤恶性的关键。文章介绍有关肿瘤干细胞的研究进展。
【关键词】肿瘤; 干细胞; 肿瘤干细胞
【中图分类号】R730.231 【文献标识码】A
Research Advances on Cancer Stem Cells
CHEN Su 2feng revie wer ZHO NG Hong reviser
(Depart m ent of Cardiothoracic Surgery,X inhua Hospital,School of M edicine,Shanghai J iaotong U niversity,Shanghai 200092,China )
Abstract: Both ste m cells and cancer cells have infinite self 2rene wal capacity .I n additi on,there are s ome si m i 2
larities in their regulating mechanis m s,such as tel omerase activity and inhibiti on of apop t osis,etc .It was de monstra 2ted that s ome cancers contained cells si m ilar t o ste m cells .Currently,cancer ste m cells can be is olated not only fr om acute myel oid leuke m ia but als o fr o m breast carcinoma and malignant gli oma,etc .These cells can survive irradiati on and cyt ot oxic drugs,and may be resistant t o therapy .Further more,these cells p lay a p ivot r ole in maintaining cancer malignancy .This article revie ws s o me advances on the research of cancer ste m cells .
Key words: cancer; ste m cells; cancer ste m cells
以往认为所有肿瘤细胞都有无限增殖能力,而以肿瘤体积是否缩小或消失作为衡量肿瘤疗效的一个标准。但临床上许多肿瘤患者,在手术切除肿瘤或经过其他治疗,病情已获稳定一段时间后,却又出现肿瘤的复发或转移,不能获得彻底治愈。由于肿瘤细胞具有自我更新和无限增殖的特性,而干细胞同样具有这一能力,研究者联想到肿瘤细胞的调节机制是否与干细胞相似,并由此提出肿瘤干细胞的概念。同时,肿瘤治疗后的复发可能与未彻底杀死体内的肿瘤干细胞有关。本文对肿瘤干细胞研究现状予以综述。
干细胞与肿瘤干细胞
干细胞是一类具有自我更新和高度分化潜能的
细胞,能无限地增殖分裂,也可在较长时间内处于静止状态。按照生存阶段干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞是全能的,具有分化为几乎所有组织和器官的能力。
Reya 等
[1]
提出的肿瘤干细胞学说认为:肿瘤组
织中存在极少量瘤细胞充当干细胞的角色,具有无限增生的潜能,在启动肿瘤形成和生长中起着决定性的作用,而其余的大多数细胞,则经过短暂的分化,最终死亡。
自我更新的异同点 对胚胎干细胞和成体干细胞的研究发现,从人类胚胎组织分离出来的胚胎干细胞可以分化为来自3个胚层的所有类型细胞。存在于已分化组织的成体干细胞不仅可以分化为一种特定的细胞株,而且可以分化为原先组织中不存在
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的细胞类型[2],在体内不同的微环境中骨髓干细胞可以转分化为肝细胞、肾细胞、心肌细胞等,这样的微环境是干细胞最初的生长和(或)分化因素,部分由细胞产生,部分位于细胞外基质,这些因素将决定干细胞的增殖和分化。肿瘤细胞亦具有自我更新能力,其无限自我更新能力(永生化)有许多机制参与,而这些机制与干细胞调节机制类似,如端粒酶的活化和凋亡的抑制等。
端粒是真核细胞线形染色体末端由端粒DNA 和端粒蛋白质构成的一种特殊结构,是富含GC碱基对的高度保守的重复核苷酸序列,在正常情况下,随着细胞分裂,端粒的进行性缩短并诱发一系列分子事件,最终导致细胞发生凋亡;端粒酶是一种能延长端粒末端的核糖蛋白酶,主要成分是RNA和蛋白质,其含有引物特异识别位点,以自身RNA为模板,合成端粒DNA并整合到染色体末端,使端粒延长,从而延长细胞的寿命甚至使细胞永生化。近年来,在超过80%以上的永生化细胞系及大多数肿瘤组织中检测到活化状态的端粒酶,而绝大多数正常体细胞组织端粒酶为阴性,因此普遍认为端粒酶的激活与恶性肿瘤的发生和发展密切相关[3]。端粒酶抑制染色体的缩短,在干细胞增殖过程也起着非常重要的作用,A r m str ong等[4]通过小鼠胚胎干细胞端粒酶逆转录亚单位的过度表达以提高端粒酶活性,在端粒酶活性提高后,小鼠胚胎干细胞自我更新能力和增殖能力亦获提高。
在干细胞及肿瘤细胞增殖更新过程中细胞凋亡抑制机制也参与其中,Bcl22是广泛存在的凋亡调控基因之一,基因转染实验显示Bcl22高表达广泛抑制大多数刺激剂诱导的细胞凋亡。Domen等[5-,6]发现Bcl22的高表达可以提高造血干细胞的数量。而在许多实体瘤中,Bcl22也有高表达,如t(14;18)易位后所产生的滤泡状淋巴瘤。除淋巴瘤外,其他许多肿瘤如乳腺癌、肝癌、膀胱癌、肺癌、胶质瘤等虽然缺乏t(14;18)易位,但也存在Bcl22高水平的表达。虽然在不同类型的细胞有着不同的抗凋亡机制,但Bcl22家族是参与抗凋亡过程中的核心成员。
信号转导途径 干细胞自我更新、多能性维持的信号转导途径,如Notch、SHH(Sonic hedgehog)和W nt信号转导途径,在肿瘤形成中有确定的作用[1,7],这些信号转导途径参与造血系统、结肠及乳腺的癌变。在一些微生物(如果蝇和秀丽隐杆线虫),这些信号转导途径调节它们的形态发生,在哺乳动物则参与系统发生不同阶段各种细胞的增殖和分化,确保干/祖细胞与已分化细胞之间的平衡。
Notch家族由4个细胞表面受体和至少5个配体组成,与配体结合后则导致受体的水解,细胞内结构域易位至核内作为C启动子结合因子-1(C2p r o2 moter binding fact or21,CBF21)复合体的转录活化子, Notch系统的功能异常与T细胞白血病和乳腺癌有关[8];SHH途径决定胚胎发育早期中胚层的形成,在哺乳动物SHH通过骨形态发生蛋白-4(bone mor2 phogenetic p r otein24,BMP24)分子调节原始造血细胞的增殖[9],这一途径的障碍也是神经母细胞瘤和基底细胞癌的发病因素[7];W nt信号通路是调控细胞寿命的一个重要因素,在β骨架蛋白的辅助下,细胞表面的信号可以转导入细胞核。在研究腺瘤样结肠息肉病时发现,其代谢产物形成的糖原合成酶激酶3b复合物可以降解β骨架蛋白,从而使该信号通路功能障碍。W nt信号通路正常的情况下这一复合物是以非活化状态存在的,β骨架蛋白可以到达细胞核内,通过与DNA结合而活化特定的靶基因来发挥作用。在许多肿瘤演进的过程中都可以观察到W nt骨架蛋白信号通路的异常,如W nt信号转导途径突变后可导致转基因鼠的上皮干细胞的恶性转化[10],而现在认为β骨架蛋白成分T细胞因子-4(T2cell fac2 t or4,TCF24)活化是大肠癌形成过程的早期病变。这些信号转导途径在造血干细胞自我更新中的意义已被广泛接受,而其功能障碍可引起恶性肿瘤的形成。最近发现[11]原癌基因Bm i21在造血干细胞的增殖和维持白血病细胞增殖中有着相同的重要作用。但是这些仅仅是干细胞与肿瘤之间具有密切关系的间接证据,仍需要更深入的研究。
肿瘤干细胞存在的证据
干细胞生存时间远比已分化细胞生存时间长,所以它们暴露于各种损伤因子的时间也相对较长,基因错误的累积则导致调节的障碍,从而导致恶性肿瘤的发生。在已分化的细胞,保持自我更新的能力比启动永生化程序要简单,这就提示肿瘤干细胞的存在。
肿瘤的恶性程度主要与肿瘤干细胞相关。肿瘤组织具有表型异质性,即是由表型或功能不同的细胞组成,这种异质性是由于在肿瘤形成过程中经历了不同的环境或积累了不同的突变所导致的,但无
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论环境因素还是突变因素都不会影响这些数量少、表型相对稳定的肿瘤干细胞增殖并形成肿瘤。Lagasse 等
[12]
发现在人类急性粒细胞白血病中,存在
具有CD 34+CD 38-标记白血病细胞,而只有该种细胞
移植到非肥胖性严重联合免疫缺陷糖尿病(nonobese diabetic 2severe
combined
i m munodeficient,
NOD 2
SC I D )小鼠才可以把肿瘤传给受者,这些细胞约占所
有白血病细胞的0.2%。A l 2Hajj 等[13]
从乳腺癌患者
体内分离出表达C D 44+C D 24-/l ow
L ingeage -
的细胞,这部
分细胞具有正常干细胞的特性,能够无限增殖,分化产生多种类型的细胞,后者增殖能力有限。将200个CD 44+C D 242/low L ingeage 2
传代细胞或1000个未经传
代的细胞注入NOD /SC I D 小鼠后,能够形成肿瘤(>
1c m )。具有肿瘤源性的乳腺癌细胞和早期多能上皮祖细胞有相似的表型,后者也表达上皮细胞特异性抗原(endothelial 2s pecific antigen,ES A )和C D 44。
实体瘤肿瘤干细胞
Kondo 等
[14]
研究C 6神经胶质瘤细胞株时发现,
在体外培养的许多癌细胞株含有干细胞亚群,它们相对富含SP (side populati on )细胞,这种细胞在培养基中不能持续稳定的存在,但其对保持肿瘤的恶性程度却起到关键作用。该研究共检测了6种实体瘤的SP 细胞,其中神经胶质瘤细胞含有0.4%的SP 细胞,MCF 7乳腺癌细胞含有2.0%的SP 细胞,B 104神经母细胞瘤细胞含有0.4%的SP 细胞,He La 细胞(人宫颈癌传代细胞)含有1.2%的SP 细胞,而在人
类U 22OS 和Sa OS 22型的骨肉瘤中没有探测到SP 细胞,说明这种干细胞亚群并非所有的癌细胞株都含有SP 细胞。C 6神经胶质瘤的SP 细胞移植裸鼠后可以在多种组织中形成肿瘤,而且包含神经元和神经胶质,从而表明这种细胞具有肿瘤干细胞的多能特性,可能是肿瘤干细胞的一个总的来源。Singh 等
[15]
报道已鉴定和纯化来自于不同表型人类原发性脑肿瘤的一些细胞,它们具有增殖、自我更新和分化的能力,这些细胞只占肿瘤细胞的一小部分,它们表达细胞表面标记CD 133,这些CD 133细胞被称作脑肿瘤干细胞(brain tu mor ste m cells,BTSC ),在培养基中它们是肿瘤增殖和自我更新所必需的,BTSC 与正常表达CD 133和nestin 的正常神经干细胞相似,从而提示脑
肿瘤由BTSC 产生,并且与之有着同样的表型。
在有关乳腺癌的实验中
[16]
,目前已成功分离出
具有致瘤能力的细胞群,这些细胞群在各个发育阶段都有不同的特异标记物,使用特异标记物对这些具有致瘤能力的细胞群进行标记后,可以从肿瘤组织中移去未标记的正常细胞,而余下的为具有CD 44、CD 24、D 38.1和ES A 表型的细胞,把不同表型的细胞
接种到NOD /SC I D 小鼠,只有ES A +
CD 44+CD 24-表型的细胞是致瘤的,这些细胞经过传代后仍保持致瘤能力,新生肿瘤的遗传表型与它的先代相似,而与此表型不同的细胞在受者体内产生肿瘤的比率非常低。
Fiegel 等
[17]
研究了来自10例肝胚胎细胞瘤的
样本,其中5例是上皮型的,5例是混合型的,采用免疫组化技术检查干细胞的标记物CD 34、Thy 1、c 2kit 和肝胆管系的标记物CK 218、OCH 、CK 27、CD 56,双重免疫组化技术用于确定肝干细胞和肝胆管系的标记物,结果显示:不同的标记物在瘤细胞上的分布明显不同,在不典型的导管细胞上发现同时表达肝干细胞和肝胆管系的标记物,结缔组织中的其他细胞有c 2kit 的表达,但是没有胆管系标记物的表达;数据显
示在人肝胚胎细胞瘤中不同的分化细胞都有干细胞标记物的表达,在表型上与肝脏干细胞相似的导管细胞同时表达干细胞和胆管系的标记物,这些发现支持了在肝胚胎细胞瘤的发生过程中干细胞起到一定作用的假说。而Hought on 等
[18]
在研究幽门螺旋
杆菌和胃癌关系时发现,小鼠体内由幽门螺旋杆菌引起的炎症可以使骨髓中的干细胞迁移至胃,并且形成胃癌。Vor moor 等
[19]
在建立儿童Ewing 肉瘤体
内模型时发现,大多数的E wing 肿瘤细胞只具有有限的分化能力,只有很少一部分恶性的干细胞具有无限的分化和自我更新能力并且维持体内的恶性细胞克隆。最近,Ki m 等[20]
成功分离了支气管肺泡干细胞群(br onchoalveolar ste m cells,BASCs ),BASCs 具有多分化和自我更新的能力,在培养基中,BASCs 受K 2ras 基因刺激后可以扩增,而在体内则成为肺肿瘤
的前体,引发肺腺癌。这些发现都为肿瘤干细胞的存在提供了一定的证据。
干细胞与肿瘤转移
肿瘤细胞的转移是一个复杂的过程,包括瘤细胞从原发瘤脱离并侵入血流,黏附于内皮细胞壁,经内皮细胞的迁移和组织浸润,肿瘤细胞个体的增殖分化和自我更新及血管的诱导生成。目前已明确,
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造血干细胞归巢至骨髓是由于基质细胞衍生因子-1(str omal cell2derived fact or21,S DF21)及其受体CX2 CR4之间的特殊作用调节的。Ge m inder等[21]发现神经母细胞瘤转移至骨髓可能与干细胞归巢至骨髓是相同的机制,表达CXCR4可能是神经母细胞瘤的一个总的特征,进一步研究发现SH2SY5Y神经母细胞瘤不仅表达CXCR4而且表达其配体S DF21,而CXCR4的表达受肿瘤细胞来源的S DF21调节,神经母细胞瘤骨髓转移主要受CXCR4与S DF21的相互作用影响和调节,这些研究为干细胞与肿瘤转移相关提供了一定的证据。
总之,要彻底治愈肿瘤,除消灭肿瘤实体细胞,还必须消灭肿瘤干细胞,这就是确定和研究肿瘤干细胞的重要性所在。目前,以肿瘤干细胞为靶标治疗肿瘤为肿瘤治疗揭开了新的一页。而如何确定肿瘤干细胞,更主要的是如何阻止它的形成依旧是一难题。肿瘤干细胞功能的维持需要合适的微环境,改变其生存的微环境或许可以作为治疗肿瘤的一种方法。越来越多的证据表明,肿瘤干细胞调节正常干细胞自我更新的一些途径,而自我更新的持续扩张则形成肿瘤,提示在这类疾病的治疗中,研究有缺陷的癌细胞自我更新途径可以取得良好的治疗结果。
【参考文献】
[1]Reya T,Morris on RJ,Clarke MF,et al.Ste m cell,cancer,and
cancer ste m cells[J].Nature,2001,414(6859):105-111.
[2]Kopper L,Hajdu M.Tumor stem cells[J].Pathol Oncol Res,
2004,10(2):69-73.
[3]Shay J W,Zou Y,H iya ma E,et al.Tel omerase and cancer[J].
Hum Mole Genet,2001,10(7):667-685.
[4]A r m str ong L,Saretzki G,Peters H,et al.Overexp ressi on of tel om2
erase confers gr owth advantage,stress resistance,and enhanced dif2
ferentiati on of ESCs t oward the he mat opoietic lineage[J].Ste m
Cells,2005,23(4):516-529.
[5]Domen J,Gandy K L,W eiss mann I L.Syste m ic overexp ressi on of
BCL22in the he mat opoetic syste m p r otects transgenic m ice fr om the
consequences of lethal irradiati on[J].B l ood,1998,91(7):2272-
2282.
[6]Domen J,W eiss man I L.Hemat opoietic stem cells need t w o signals t o
p revent apop t osis,BCL22can p r ovide one of these,Kit/c2Kit signa2
ling the other[J].Exp Med,2000,192(12):1707-1718.
[7]Tai pale J,Beachy P A.The Hedgehog and W nt signaling pathways
in cancer[J].Nature,2001,411(6835):349-354.
[8]Kojika S,Griffin JD.Notch recep t ors and hemat opoiesis[J].Exp
He mat ol,2001,29(9):1041-1052.
[9]Bhardwaj G,Murdoch B,W u D,et al.Sonic hedgehog induces the
p r oliferati on of p ri m itive human he mat opoietic cells via BMP regula2 ti on[J].Nat I m munol,2001,2(2):172-180.
[10]Gat U,DasGup ta R,Degenstein I,et al.De Novo hair follicle mor2
phogenesis and hair tumor sin m ice exp ressing a truncated beta2cate2 nin in skin[J].Cell,1998,95(5):605-614.
[11]Lessard J,Sauvageau G.Bm i21deter m ines the p r oliferative capacity
of nor mal and leukaem ic ste m cells[J].Nature,2003,423(6937):
255-260.
[12]Lagasse E,Connors H,A l2Dhali m yM,et al.Purified hemat opoietic
ste m cells can differentiate int o hepat ocytes in vivo[J].Nat Med,
2000,6(11):1229-1234.
[13]AL2HajjM,W icha MS,Benit o2Hernandez A,et al.Pr os pective i2
dentificati on of tumorigenic breast cancer cells[J].Pr oc Natl Acad
Sci US A,2003,100(7):3983-3988.
[14]Kondo T,Set oguchi T,Taga T.Persistence of a s mall subpopulati on
of cancer ate m2like cells in the C6gli oma cell line[J].Pr oc Natl Acad Sci US A,2004,101(3):781-786.
[15]Singh SK,Clarke I D,Terasaki M,et al.I dentificati on of a cancer
ste m cell in human brain tumors[J].Cancer Res,2003,63(18):
5821-5828.
[16]D ick JE.B reast cancer stem cells revealed[J].Pr oc Natl Acad Sci
US A,2003,100(7):3547-3549.
[17]Fiegel HC,Gluer S,Roth B,et al.Ste m2like cells in human hepa2
t oblast oma[J].H ist ochem Cyt ochem,2004,52(11):1495-1501.
[18]Hought on J,St oicov C,Nomura S,et al.Gastric cancer originating
fr om bone marr ow2derived cells[J].Science,2004,306(5701):
1568-1571.
[19]Vor moor J,Baersch G,Decker S,et al.Establishment of an in vivo
model f or pediatric Ewing tumors by trans p lantati on int o NOD/scid m ice[J].Pediatr Res,2001,49(3):332-341.
[20]Ki m CF,Jacks on EL,Woolfenden AE,et al.I dentificati on of br on2
chi oalveolar ste m cells in nor mal lung and lung cancer[J].Cell,
2005,121(6):823-835.
[21]Ge m inder H,Sagi2A ssif O,Goldberg L,et al.A possible r ole for
CXCR4and its ligand,the CXC che mokine str omal cell2derived fac2 t or21,in the devel opment of bone marr ow metastases in neur oblast o2 ma[J].J I m munol,2001,167(8):4747-4757.
【收稿日期】2005-05-11【本文编辑】王淑平
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肿瘤干细胞的动态演进及干预研究
项目名称：肿瘤干细胞的动态演进及干预研究首席科学家：刘强中山大学 起止年限：2012.1至2016.8 依托部门：教育部
一、关键科学问题及研究内容 拟解决的关键科学问题： 肿瘤干细胞的动态演进及干预研究。本项目将围绕“肿瘤干细胞的动态演进及干预研究”这一关键科学问题，选择造血和消化系统恶性肿瘤为研究对象，以肿瘤干细胞动态演进过程为切入点，通过体内外功能实验及临床标本验证“干性”及转移潜能调控中的关键基因，明确肿瘤干细胞演进的分子机制、关键调控分子和信号通路，探索靶向肿瘤干细胞演进过程的干预方法和手段，阐明肿瘤干细胞的演进过程及靶向干预肿瘤细胞动态演进过程的干预新模式。本研究将为肿瘤干细胞的动态演进模型及创新性靶标药物的临床应用提供充实的理论和实验依据，为攻克肿瘤开创新的突破口。 围绕拟解决的关键科学问题，本项目的主要研究内容是： 1. 肿瘤干细胞的起始与动态演进机制：本课题组将运用TEL-AML1及PML-RARα白血病相关模型，探索白血病干细胞的动态演进过程（白血病起源细胞→白血病前癌干细胞→白血病干细胞）：（1）TEL-AML1 相关白血病起始和发展过程中起源细胞、Pre-LSC和LSC的鉴定，以及这些干细胞动态演进的遗传和表观遗传调控机制；（2）PML-RARα相关白血病起始和发展过程中不同阶段的干细胞鉴定和动态演进机制。另一方面，本课题组还将探讨肝癌干细胞在肝癌发生发展过程（原发、复发及转移）中的动态演进过程。 2. 肿瘤干细胞“干性”的分子调控及临床意义：（1）应用新一代高通量测序技术，系统分析全基因组、全外显子组、转录组、表观遗传组、代谢组等变化，绘制造血和消化系统肿瘤干细胞异质性相关基因序列谱、表达谱和表观遗传学图谱，分析肿瘤干细胞“干性”相关的调控分子及关键信号通路；（2）运用小鼠模型等体内外功能实验对候选分子在肿瘤干细胞动态演进过程中的功能进行鉴定，并通过临床标本检验肿瘤干细胞动态演进模型的临床意义；（3）结合本课题组已有工作基础，展开肿瘤干细胞细胞周期、非对称分裂等分子调控方面的细致研究。 3. 肿瘤干细胞转移潜能获得的分子机制：肿瘤干细胞的“干性”决定着其转移潜能，EMT作为肿瘤转移的重要机制，与肿瘤干细胞的动态演进过程紧密关联，剖析二者之间的相互作用，将为寻找肿瘤发生及转移的靶点提供有力的理论基础：（1）
肿瘤干细胞的研究进展
课程考核论文 课程名称：肿瘤干细胞的研究进展成绩：
肿瘤干细胞的研究进展 摘要：肿瘤干细胞是肿瘤中具有自我更新能力和分化潜能，能产生异质性细胞的细胞。本文简要阐述了肿瘤干细胞的来源、分离技术及鉴定，并对以肿瘤干细胞分化、临床应用前景和问题进行了综述。 关键词：肿瘤、干细胞、应用 肿瘤干细胞(cancer stem cells，CSC)理论认为，肿瘤组织中绝大多数细胞增殖能力有限，不能自我更新，不会导致肿瘤的复发、转移；CSC只占肿瘤细胞中的极少部分，却是肿瘤发生、发展的关键。CSC研究有可能阐明肿瘤的发生机制，使肿瘤治愈，从而引发肿瘤学领域的革命性变革，意义重大。本文拟就CSC 的起源和鉴定等作一简要综述。 一、肿瘤干细胞的来源 肿瘤干细胞起源目前有两种学说：(1)由于正常干细胞突变形成肿瘤干细胞；(2)一些已经开始分化的原始细胞或成熟细胞去分化变为幼稚细胞并具有分裂能力。Sell 认为恶性肿瘤的产生和发展是由于干细胞的分化受阻，而不是成熟细胞的去分化；干细胞是起始事件或“第一次打击”(即获得永生性)突变的靶标，干细胞本身具有永生性，只需获得异常增殖的突变即可；体细胞的突变不会形成肿瘤，是因为成熟细胞的半衰期短，一个正常细胞形成转化细胞至少需要几年至几十年，在促进事件或”第二次打击”(即获得异常增殖能力)，细胞通常早已死亡。尽管缺乏直接的实验证据，但也有研究人员认为CSC是正常SC同其他细胞融合的结果。因为骨髓细胞容易与其他类型的细胞发生融合，Marx等_6认为，Houghton等在胃上皮细胞观察到的骨髓细胞是骨髓细胞与上皮细胞融合所形成的。细胞融合因子CD 是乳腺癌干细胞的阳性标记，暗示CSC可能具有与其它细胞融合的能力。Bjerkvij等观察到在病理条件下，SC和已经出现肿瘤相关基因突变的细胞发生融合，这种融合后的细胞具有sC的特性。胚胎干细胞是指胚胎内细胞团或原始生殖细胞，具有发育全能性，在理论上可以诱导分化为机体内所有类型的细胞，在体外可以大量扩增、筛选、冻存和复苏而不会丧失其原有的特性。有研究人员认为肿瘤中存在一些具有增殖和分化潜能的细胞，该细胞与正常组织细胞有着相似的自我更新途径，可能是正常SC分化停滞的结果。Karoubi[8 研究证实肺腺癌与正常肺组织均表达共同的胚胎SC标记物OCT4A和OCT4B，提示CSC是胚胎SC起源的可能。 二、肿瘤干细胞的分离与培养 肿瘤干细胞的分离及体外培养是进行肿瘤干细胞生物特性研究的首要步骤。目前还没有很成熟或经典的分离方法，不少实验室通过各种不同的途径完成了这一工作，归纳起来主要是利用肿瘤干细胞表面分子标记物和生物特性实现
肿瘤干细胞研究进展
肿瘤干细胞的研究进展 Researchprogressintumorstemcells 摘要： 肿瘤干细胞具有高度增殖和分化能力，但又不同于普通干细胞，此类干细胞还具有发展成为肿瘤的特性，已经成为抗肿瘤研究的靶细胞,肿瘤干细胞研究进展迅速,深入研究肿瘤干细胞的特性,对恶性肿瘤的诊断,治疗和预后评估具有重要意义。本文对肿瘤干细胞的起源、表面标志、肿瘤干细胞生长的微环境及其临床意义进行了阐述。 关键词：肿瘤干细胞干细胞肿瘤综述文献 Abstract: Cancer stem cells have the ability to proliferate and differentiate, but they are also different from common stem cells. This kind of stem cells also have the characteristics of tumor development. In this paper, we describe the origin of tumor stem cells, the surface markers, the micro environment of tumor stem cells and their clinical significance . Keywords:Tumor stem cellsStem cellsTumorOverview 一、前言 肿瘤干细胞是肿瘤中具有干细胞特性的一类细胞，既具备高度增殖能力与自我更新能力，也具备多向分化潜能的细胞，这部分细胞虽只占少部分，但却是肿瘤发生、发展的关键。肿瘤干细胞增殖过程中，通过不均一分裂，一个肿瘤干细胞分裂形成一个新的肿瘤干细胞和另一个可最终分化为包括肿瘤细胞在内的各种细胞的子细胞，其结果是维持肿瘤干细胞数目稳定并产生肿瘤。近几年来，肿瘤干细胞的研究已经成为热点，在多种肿瘤组织中发现并鉴定了肿瘤干细胞。目前国内肿瘤干细胞还处于基础研究阶段，国外肿瘤干细胞在实验研究方面已经取得了一定的进展，而且也在临床应用研究方面有一定的突破[1]。文章对肿瘤干细胞的起源、表面标志、与干细胞及肿瘤的关系及其临床意义进行了阐述。 二、肿瘤干细胞的起源
干细胞研究现状及应用前景
干细胞研究现状及应用前景 在人类生命形成的开始，单个受精卵可以分裂发育形成不同的组织和器官，并通过进一步分裂分化，形成生命个体。在成体细胞中，大部分高度分化的细胞则失去了再分化的能力，而特定组织正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生，这种具有在分化能力的细胞，即为干细胞。干细胞（Stem Cells，SC）是一类具有自我更新能力的多向分化潜能细胞，在一定的条件下，它可以分化成多种功能的器官组织。 一、干细胞的研究现状 干细胞根据发育阶段，可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞的分化和增殖是构成机体发育的基础，而成体干细胞的进一步分化则是机体组织和器官修复再生的基础。 1、胚胎干细胞（Embryonic Stem cell，ESC） 在受精卵发育成囊胚时，内细胞层（Inner Cell Mass）的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性，在体外培养条件下可以建立稳定的干细胞系，并保持高度未分化状态，可以分化形成成体的所有组织和器官，包括生殖细胞。 在1998年末，两个研究小组成功地培养出人类ESC，保持了ESC 分化为各种体细胞的全能性，这使得科学家利用人类ESC治疗各种疾病成为可能。随着ESC的研究日益深入，科学家对人类ESC的了解迈入到了一个新的阶段。目前，关于胚胎干细胞的研究大多以小鼠胚胎干细胞为基础的：德美医学小组成功地将由ESC培养出的神经
角质细胞移植到了小鼠体内，随后，密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术，使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。 2、成体干细胞(Adult stem cells，ASC) 成体干细胞存在于成年体的许多组织器官中，如表皮干细胞和造血干细胞，具有修复和再生能力。在特定的条件下，ASC或产生新的干细胞，或分化形成功能细胞，从而使组织和器官维持生长和衰退的动态平衡。最新研究表明，高度分化的神经组织仍包含神经干细胞，这证明了机体中成体干细胞普遍存在，关键在于如何寻找和分离特异性干细胞。 2.1造血干细胞（hematopoietic stem cell, HSC） 造血干细胞主要存在于骨髓、外周血、脐带血中，是体内各种血细胞的唯一来源，具有重要的临床价值。 20世纪50年代，临床上就开始应用骨髓移植来治疗血液系统疾病。八十年代末，外周血干细胞移植技术逐渐被推广使用，提高了治疗的效率并缩短了疗程。近年，脐血干细胞移植的成功，为造血干细胞移植技术注入了新的活力。与前两者相比，脐血干细胞无来源限制，对HLA配型要求不高，且不易受病毒和肿瘤的感染，在临床上具有明显的优势。随着脐血干细胞移植技术的不断完善，造血干细胞将成为治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法，为世界上更多的血液病和肿瘤患者带来希望。2.2间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSC) 间充质干细胞主要来源于骨髓，在合适的条件下，MSC可以分化
干细胞研究发展历程.
1950：将骨髓细胞移植到遭受致死剂量辐射的动物，发现能够挽救生命，重建骨髓造血免疫系统 1960：真正认识和了解人和哺乳动物干细胞始于20世纪60年代 1961：Till 和Mc Culloch 提出多能干细胞概念 1967：多纳尔–托马斯完成第一例骨髓移植，后于1990年获得诺贝尔医学和生理学奖 1980：造血干细胞移植成为治疗多种疾病的重要手段 1981：Evans等首次成功建立小鼠胚胎干细胞系 1981：胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES细胞）的分离和培养首先在小鼠中获得成功 1988：美国科学家James Thomson分离出人类胚胎干细胞 1998：美国两个科研小组分别报告从胚胎和生殖脊成功建立人类胚胎干细胞系，使人类胚胎干细胞能在体外生长和增殖 同年，美国科学家在《美国科学院院刊》上报告：小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化为血液细胞”。此后，世界各国科学家相继证实，包括人类的成体干细胞具有可塑性，从而掀起了全球成体干细胞研究高潮。干细胞研究进展被《科学》杂志评选为该年度世界十大科学成就之首。人类ES (hES)细胞建系获得成功，由此推动了干细胞研究的兴起。 2000： 日本把以干细胞工程为核心技术的再生医疗列为“千年世纪工程”之一，当年投资108亿日元；同年，全世界有10622例造血干细胞移植。 成体干细胞移植使糖尿病大鼠恢复正常 神经干细胞能够进入脑组织并修复脑损伤 角膜干细胞有助于恢复视力 发现成人骨髓干细胞形成肝细胞 成人骨髓干细胞可以在合适的条件下转化为神经细胞 成人骨髓干细胞可以在体外大规模培养 证实成人骨髓干细胞可以形成多种类型组织
肿瘤干细胞研究进展 (1)
中国生物工程杂志 Ch i n a Biotechnology ,2010,30(1):80284 肿瘤干细胞研究进展 于 欣 乔守怡 * (复旦大学生命科学学院遗传学研究所遗传工程国家重点实验室 上海200433) 摘要 肿瘤干细胞(cancer ste m ce l,l CS C)假说是近年来提出的关于肿瘤发生的新理论,在所有的肿瘤细胞中,可能只有一小部分细胞具有产生肿瘤并维持肿瘤生长和异质性的能力,目前已经在白血病、乳腺癌、脑癌等肿瘤组织中成功分离出了肿瘤干细胞,深入了解肿瘤干细胞的生物学特性、发展相应的鉴别方法以及特殊的治疗手段对癌症的临床治疗有着重要的意义。主要从肿瘤干细胞的概念、起源、鉴定分离方法、与正常干细胞的比较、比率以及与肿瘤转移的关系等方面进行了综述。关键词 肿瘤干细胞 干细胞 起源 比率 肿瘤转移 中图分类号 Q813 收稿日期:2009209214 修回日期:2009210229*通讯作者,电子信箱:s yqiao @fudan .edu .c n 治疗癌症的传统方法是通过手术切除、化疗、放疗等方法尽量去除已经存在的肿瘤细胞,但是在常规治疗后癌症的复发与转移仍然是在现今需要面对的严峻问题。肿瘤干细胞假说是近年来提出的一种新理论,为癌症的治疗方法提供了新的思路。肿瘤干细胞假说认为只有很小一部分细胞具有引起肿瘤发生、维持肿瘤生长、保持肿瘤异质性的能力。如果传统治疗忽略了这部分细胞,即使其他大部分肿瘤细胞都被消灭,但肿瘤仍然会面临着复发的可能。目前在这方面的研究还很少,深入了解肿瘤干细胞的生物学特性,发展出针对肿瘤干细胞的特殊治疗方法,对于癌症的治愈具有重大的临床意义。 1 肿瘤干细胞假说 肿瘤发生的原因普遍被认为是内在遗传物质与外在环境相互作用的结果,细胞生长的过程中,DNA 发生突变,可能会造成原癌基因激活,抑癌基因沉默,与凋亡相关的基因异常表达或沉默,导致细胞的生长、增殖或凋亡失去调控,从而生成肿瘤,进一步恶化后会发生癌变 [1] 。传统的观点认为所有的细胞都有可能积累这 样的突变,形成肿瘤细胞,这种可能性发生的概率是相同的。但近几年关于此问题研究人员提出了肿瘤干细胞假说:在所有的细胞中,只有很小一部分细胞具有形 成并维持肿瘤生长和异质性的能力,这一小部分细胞被称作肿瘤干细胞。 肿瘤干细胞假说最先是由M ac k ill op [2] 于1983年提出,他认为在所有的肿瘤中都可能存在着一小部分细胞具有类似干细胞的特殊功能。1997年Bonnet [3] 第一次在急性髓性白血病(acute myel oi d l eukae m ia ,A ML)中分离出了一类细胞表面抗原标记是C D34 +CD382 的细胞,数量约占AML 总细胞数量的0.2%,将这部分细胞移植至非肥胖型糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠(NOD /S CI D)后,会引起A ML 的发生,而将其他的A ML 细胞以更大的数量移植入NOD /S C I D 小鼠体内却不能引起A ML 的发生。以上结果表明这部分拥有CD34+CD382细胞表面抗原标记的AML 细胞可能是肿瘤干细胞,它们的细胞表面抗原标记与正常的造血干细胞类似,也暗示了A ML 中的肿瘤干细胞可能是来源于正常的造血干细胞。在此之后,研究人员使用了类似的实验方法,在乳腺癌[4] 、中枢神经系统癌 症[5] 、结肠癌 [627] 、前列腺癌 [8] 、胰腺癌[9] 、肝癌[10] 等实 体瘤中也鉴定出了肿瘤干细胞的存在,进一步证实了肿瘤干细胞假说。 2 正常干细胞同肿瘤干细胞的比较 2.1 正常干细胞 正常的干细胞是一类具有自我更新能力,并可以分化成为多种子代细胞的一类具有较长生命周期的特
干细胞研究的历史、现状与未来
干细胞研究的历史、进展与未来 中国科学技术大学生命科学学院2004级胡文宝 干细胞是尚未分化发育的，能生成各种器官组织的全能细胞。它是具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体，即这些细胞可以通过细胞维持自身细胞群大小，同时又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞，从而构成机体各种复杂的组织和器官。干细胞可以来自胚胎、胎儿或成体。根据其来源不同，干细胞可分胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞的分化和增殖构成动物发育的基础，即由单个受精卵发育成为具有各种组织器官的个体，成体干细胞的进一步分化则是成年动物体内组织和器官修复再生的基础。 干细胞研究的历史： 1959年，美国首次报道了通过体外受精（IVF）动物。 60年代，几个近亲种系的小鼠睾丸畸胎瘤的研究表明其来源于胚胎生殖细胞（embryonic germ cells, EG细胞）,此工作确立了胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细胞）是一种干细胞。 1968年，Edwards 和Bavister 在体外获得了第一个人卵子。 70年代，EC细胞注入小鼠胚泡产生杂合小鼠。培养的SC细胞作为胚胎发育的模型，虽然其染色体的数目属于异常。 1978年，第一个试管婴儿，Louise Brown 在英国诞生。 1981年，Evan, Kaufman 和Martin从小鼠胚泡内细胞群分离出小鼠ES细胞。他们建立了小鼠ES细胞体外培养条件。由这些细胞产生的细胞系有正常的二倍型，像原生殖细胞一样产生三个胚层的衍生物。将ES细胞注入上鼠，能诱导形成畸胎瘤。 1984—1988年，Anderews 等人从人睾丸畸胎瘤细胞系Tera-2中产生出多能的、可鉴定的（克隆化的）细胞，称之为胚胎癌细胞（embryonic carcinoma cells, EC细胞）。克隆的人EC细胞在视黄酸的作用下分化形成神经元样细胞和其他类型的细胞。 1989年，Pera 等分离了一个人EC细胞系，此细胞系能产生出三个胚层的组织。这些细胞是非整倍体的（比正常细胞染色体多或少），他们在体外的分化潜能是有限的。 1994年，通过体外授精和病人捐献的人胚泡处于2-原核期。胚泡内细胞群在培养中得以保存其周边有滋养层细胞聚集，ES样细胞位于中央。 1998年，Thomoson等从治疗不育症的夫妇捐献的正常人胚泡中分离得到内细胞群。细胞经培养可多次传代，保持正常核型，具有高水平的端粒酶活性，表达人ES细胞而灵长类ES细胞的特征。当将几种非克隆化细胞系的细胞注入免疫缺陷小鼠内后可形成畸胎瘤。畸胎瘤含有来源于原始胚层的多种细胞类型，这证明了人ES细胞的多能性。 2000年，由Pera、 Trounson 和 Bongso 领导的新加坡和澳大利亚科学家从治疗不育症的夫妇捐赠的胚泡内细胞群中分离得到人ES细胞，这些细胞体外增殖，保持正常的核型，自发分化形成来源于三个胚层的体细胞系。将其注入免疫缺陷小鼠错开内产生畸胎瘤。 2003，建立了人类皮肤细胞与兔子卵细胞种间融合的方法，为人胚胎干细胞研究提供了新的途径。 2004年，Massachusetts Advanced Cell Technology 报道克隆小鼠的干细胞可以通过形成细小血管的心肌细胞修复心衰小鼠的心肌损伤。这种克隆细胞比来源于骨髓的成体干细胞修复作用更快、更有效，可以取代40%的瘢痕组织和恢复心肌功能。这是首次显示克隆干细胞在活体动物体内修复受损组织。 干细胞研究的进展： 1.干细胞的来源 胚胎干细胞主要来源于胚胎组织，而用于治疗的应该是人的胚胎干胚胎干细胞，由于人
国内外干细胞研究进展
国内外干细胞的研究进展 摘要：干细胞研究是近年来生物医学领域的热门方向之一，干细胞产业具有巨大的社会效益和市场前景，受到世界各国的高度重视。美国、欧盟、日本、韩国和中国在干细胞领域投入重金支持基础和临床研究，大力推动干细胞产业化发展。本文通过对比世界干细胞研究的热点领域，分析了中国在该学科取得的成绩和存在的差距，进一步提出了针对中国干细胞研究发展的政策建议。 关键词：干细胞，研究现状，前景与展望 Abstract: Stem cell research is one of the hot research fields in biomedicine nowada ys. Many countries attach importance to the stem cell industry because of the great s ocial benefits and market potential. USA,EU,Japan,Korea and China have increased the input of capital dramatically to promote the basic and clinical research of stem cel l as well as stem cell industry. By comparing the situation of stem cell research at ho me and abroad,we found that,in recent years,an obvious progress has been made in stem cell research, however, the gap between China andthe developed countries still exists. And further puts forward the policy suggestions in the development of stem c ell research in China. Key words：stem cells，research status，prospect 1、前言 20世纪90年代以来，随着细胞生物学技术的发展及体外分离、培养人胚胎干细胞的成功，干细胞经适当诱导分化可发育为不同类型的细胞、组织和器官，成为移植供体的新来源，作为“种子细胞”的干细胞可以通过细胞工程的方法在体外发育为各种特异性的细胞供移植和细胞替代所需，并可作为基因疗法的靶细胞用于治疗和研究。由于干细胞有广泛的应用前景，它已成为近年来医学和生物学领域研究的热点。 干细胞（stem cells）是人体及其各种组织细胞的最初来源，是一类具有自我更新、
简述干细胞的形态特征及其研究进展
简述干细胞的形态特征及其研究进展 干细胞是一类具有自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类各组织器官的原始的多潜能的细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。干细胞在形态上具有共性，通常呈圆形或椭圆形，细胞体积小，核相对较大，细胞核多为常染色质，并具有较高的端粒酶活性。根据它所处的发育阶段可以分为胚胎干细胞和成体干细胞。 胚胎干细胞的发育等级较高，是全能干细胞，而成体干细胞的发育等级较低，是多能干细胞或单能干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。 干细胞的形态特征： 干细胞具有自我更新复制的能力，能够产生高度分化的功能细胞。 1 胚胎干细胞：胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团的 细胞即为胚胎干细胞。具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。进一步说，胚胎干细胞是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。 2 成体干细胞：成年动物的许多组织和器官，比如表皮和造血系统，具 有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。 3 造血干细胞：造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在 于骨髓、外周血、脐带血中。造血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性和转移性恶性肿瘤疾病的最有效方法。 4 神经干细胞:理论上讲，任何一种中枢神经系统疾病都可归结为神经 干细胞功能的紊乱。脑和脊髓由于血脑屏障的存在使之在干细胞移植到中枢神经系统后不会产生免疫排斥反应。除此之外，神经干细胞的功能还可延伸到药物检测方面，对判断药物有效性、毒性有一定的作用。 5 肌肉干细胞:可发育分化为成肌细胞，可互相融合成为多核的肌纤维，形成骨骼肌最基本的结构。
干细胞研究进展综述
干细胞研究进展(综述) Advances in the research of stem cells（LR） 【摘要】：干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源,具有高度自我复制、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞技术是生物技术领域最具有发展前景和后劲的前沿技术，其已成为世界高新技术的新亮点，势将导致一场医学和生物学革命。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透,干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究作为一门新兴学科已成为生命科学中的热点。本文对近几年来国内外对干细胞的研究现况作一综述。 【关键词】：干细胞因子帕金森病神经干细胞糖尿病 ABSTRACT：Stem cells are the body and cells of various tissues of origin, has high self replication, high proliferation and multilineage differentiation potential. Stem cell technology is the field of biotechnology has the most development prospect and potential of cutting-edge technology, it has become a new bright spot in the world of high-tech, will lead to a revolution in medicine and biology. The research of stem cell is to modern life science and medical fields intersection, stem cell technology from a laboratory concept gradually transformed to be able to see the reality. Stem cell research as a new discipline has become the hotspot of life science. Based on the domestic and abroad in recent years on stem cell research summarizes. Keywords:Stem cell factor Parkinson disease Neural stem cells Diabetes mellitus 干细胞技术最显著的特征就是能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官。由此人们可以用自身或他人的干细胞和干细胞衍生组织、器官替代病变或衰老的组织、器官，并可以广泛涉及用于治疗传统医学方法难以医治的多种顽症。 干细胞研究是一门新兴的学科,干细胞生物学研究与应用几乎涉及所有的生命科学和生物 医学领域。 一、目前干细胞的主要研究热点
肿瘤干细胞的研究进展200904.
[18]Herbst RS,Mullani NA,Davis DW ,et al .Devel opment of bi ol ogic markers of res ponse and assess ment of antiangi ogenic activity in a clinical trial of human recombinant endostatin [J ].Clin Oncol,2002,20:3804. [19]Batchel or TT,Sorencen AG,Tomas o E,et al .AZ D2171,a Pan - VEGF recep t or tyr osine kinase inhibit or,nor malizes tumor vascula 2ture and alleviates ede ma in gli oblast oma patients [J ].Cancer Cell,2007,11:83-95. (编校:张志明 肿瘤干细胞的研究进展 时岚,赵玫,黄常志 Advances of cancer stem cells SH ILan,Z HAO Mei,HUANG Chang -zhi D epart m ent of
E tiology and Carcinogenesis,Cancer Institute /Hospital,Chinese A cade m y of M edical Science,B eijing 100021,China . 【Abstract 】More and more evidences show the cl ose relati onshi p bet w een tu mor genesis and abnor mal devel opment of stem cell .This ne w model f or cancer will have significant revelati on f or the way we study and treat cancer .Thr ough targeting the cancer ste m cell,the therap ies f or treating cancer are likely t o i m p r ove .【Key words 】cancer;ste m cell;therapy Modern Oncol ogy 2009,17(04:0785-0787【指示性摘要】近年来随着对肿瘤研究的不断深入,以及对干细胞了解的日益加深,越来越多的证据显示肿瘤与干细胞有着密切的关系,肿瘤可能是干细胞在异常微环境中差异分化的结果,并提出了肿瘤干细胞(tu mor stem cell,TSC 的学说。本文综述了肿瘤干细胞的发现、特点,以及在肿瘤的诊断、治疗和预后判断中的作用,旨在为肿瘤发生发展研究及干细胞在肿瘤治疗方面的应用提供理论依据。【关键词】肿瘤;干细胞;治疗【中图分类号】 R730.231【文献标识码】A 【文章编号】1672-4992-(200904-0785-03 20世纪后半叶,分子生物学的飞速发展大大深化了人们 对生命本质的理解,也把对肿瘤的认识推进到了前所未有的高度。尽管如此,人们对癌症的本质以及如何控制这一恶疾的认识却仍未产生质的飞跃,若干推论仍属假想。在肿瘤研究的历史中,肿瘤细胞的起源问题已经成为一个争论激烈的话题。越来越多的研究表明肿瘤可能通常起源于正常干细胞的转化,因此,近年来一种“肿瘤干细胞(tu m or ste m cell,TSC ”或“肿瘤起始细胞(tu mor -initiating cell,TI C ”的全新概念被提出,并引起人们的广泛关注。对肿瘤干细胞的研究将会对肿瘤的研究领域和肿瘤的治疗产生深远的影响,本文对近年来肿瘤干细胞的研究情况做一综述。1肿瘤干细胞的概念 对于肿瘤干细胞的名称现在有许多不同的说法,如肿瘤干细胞、致瘤细胞、致瘤癌细胞、肿瘤起源细胞等,不过随着
干细胞研究进展
科学前沿论坛 近年来，随着分子生物学、细胞学等基础医学的不断发展，干细胞研究取得了较大的进展，干细胞技术也得到了较高水平的提升。自从1998年报道第一例人类干细胞前体细胞株被成功的分离和培养，干细胞成为了生物医学研究的前沿领域和生命科学研究的热点。干细胞是指具有自我更新能力和多向分化能力的一类细胞，其在细胞多能性维持机理、疾病发病机制等基础研究中都有着重要的研究价值。除此之外，干细胞作为体外器官构建和遗传性疾病治疗的首选细胞以及其在再生医学治疗中也是重要的研究对象。目前，国内外科学家在干细胞领域的研究主要有诱导多样性干细胞、单倍体干细胞、成体干细胞以及干细胞在再生医学治疗和其他疾病治疗中的应用。本文首先介绍了干细胞的概念、分类及特征等基础内容，然后重点阐述了干细胞在临床医学领域的研究现状和进展，以求为今后该领域的相关研究提供有价值的参考。 1 干细胞的分类及研究进展 干细胞是指来自于胚胎、胎儿、成人的具有自我更新和不断繁殖以及分化为多种细胞能力的一类细胞，是机体及其他各种组织细胞的初始来源。根据干细胞的来源不同可以将干细胞划分为胚胎干细胞（embryonic stem,ES）、成体干细胞（Adult stem cell）和诱导性多潜能干细胞（Induced pluripotent stem cells, iPSCs）。 1.1 胚胎干细胞 胚胎干细胞（embryonic stem,ES）是由未着床的早期胚胎内细胞团中分离得到的一类干细胞。1981年，小鼠胚胎干细胞被成功的分离和培养，并随着今后的深入研究成为了最为成熟的干细胞体系。此后，科学家相继成功分离和培养得到了牛、羊等大型哺乳动物的胚胎干细胞。1998年，人胚胎干细胞得以分离和培养，并建立了人胚胎干细胞系，而且证明了人胚胎干细胞可以在一定条件下定向分化为心肌细胞、骨细胞以及神经细胞等细胞类型，这也为疾病的治疗提供了种子细胞。胚胎干细胞在体外培养时有较强的增值能力，且染色体的核型和带型都比较稳定；胚胎干细胞无论是在体外和体内培养的条件下都具有多向分化的潜能，可以分化为内胚层、中胚层和外胚层，并进一步被定向诱导分化为相应类型的组织细胞；此外，由于其端粒酶的活性较高，胚胎干细胞还具有高度未分化状态的保持能力。 1.2 成体干细胞 成体干细胞（Adult stem cell）是一种可以在特定的组织中通过其自我更新能力产生来源一致的特异性细胞类型的一类未分化细胞，因此可以作为生成某种细胞的前体。成体干细胞的来源有很多，包括皮肤、肝、肾、骨髓、牙髓、胰腺、脑、视网膜、外周血等，但是成体干细胞并不能定向分化为人体所需的全部类型的组织细胞，而且成体干细胞的数量相对较少，在分离和纯化以及鉴定方面均具有一定的难度。成体干细胞与胚胎干细胞都可以自我更新，并分化成为特定类型的细胞，而且在移植后会出现免疫排斥，但是不同于胚胎干细胞的是成体干细胞在培养过程中不能产生多种细胞类型，分化功能有一定的局限，不能保持长时间的不分化，同时受到多种生长因子的影响，其分化能力会随着年龄的增大而降低，DNA变异增加，这就在一定程度上限制了其应用。但成体干细胞具有较强的可塑性，可以通过核转移技术进行器官移植，有利于降低免疫排斥反应。 1.3 诱导性多潜能干细胞 诱导性多潜能干细胞(Induced pluripotent stem cells, iPSCs)首次成功建系是在小鼠体内，2006年，科学家在小鼠的成纤维细胞中导入c-Myc、Oct4、Klf4、Sox24个转录因子，在此条件下成功获得了小鼠多潜能干细胞，并将其命名为诱导性多潜能干细胞（iPSCs），该项研究成功受到了生命科学研究领域的广泛关注，并在此后的不断研究中成功建立了猪、猴、人等多个物种的诱导性多潜能干细胞系。诱导性多潜能干细胞在细胞形态、培养特征、表面标志物、基因表达谱、染色质状态等多个方面与胚胎干细胞高度相似，在人胚胎干细胞研究受到较大伦理争议的今天，诱导性多潜能干细胞的出现以其较大的优势使胚胎干细胞的研究避开了伦理争议，也在一定程度上解决了移植过程中的免疫排斥问题。同时iPS细胞制备技术也得到了较高水平的发展，丙 干细胞研究进展 李 京 河北大学生命科学学院，河北保定 071000 摘 要 干细胞是指具有自我更新能力和多向分化能力的一类细胞，在特定条件下能够分化为体内所有类型细胞。 干细胞的研究一直以来是生物医学研究的热点和生命科学研究的前沿领域，并在近几年的研究中取得了显著的进展，尤其是诱导多能性干细胞的出现，成为了干细胞研究领域的里程碑事件。同时我国干细胞技术也得到了较大的发展和进步，并在全世界干细胞研究领域中扮演着重要的角色。本文对干细胞的概念、分类等基础内容，干细胞在基础研究和临床医学方面的应用和研究进展，以及干细胞研究所面临的问题和前景作了如下综述。 关键词 干细胞；分化；临床；应用；进展 中图分类号 Q3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2016）08-0006-01 作者简介：李京，河北大学生命科学学院。 （下转第39页） SCIENTIST 6
国内近期干细胞研究进展
干细胞研究进展消息 干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源, 具有高度自我复制、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透, 干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究已成为生命科学中的热点。介于此, 本刊将就干细胞的最新研究进展情况设立专栏, 为广大读者提供了解干细胞研究的平台。 干细胞专题近期国外干细胞研究进展 Geron抗癌药GRN163L选择性瞄准癌症干细胞据美国BussinessWire 1月10日报道称, 杰隆(Ge-ron)发表临床前研究数据显示, 其端粒酶抑制剂药物imetelstat (GRN163L)在小儿科神经肿瘤当中可选择性瞄准癌症干细胞, 这一发现为儿童肿瘤的临床试验提供了支持。该研究发表于2011年1月1日的Clinical Cancer Research杂志上。近年来有关端粒酶抑制的研究日益增多, 成为癌症治疗的一个热点方向, GRN163L是此类药物开发中最前沿的一个候选药物。2002年3月, Geron从Lynx Therapcutics获得了用GRN163和GRN163L两种化合物的核心专利。早期研究显示, GRN163对十四种不同癌症细胞均表现出有意义的端粒酶活性抑制作用, 它可以抑制黑色素瘤等细胞的生长。因脂质修饰物GRN163L更易进入细胞发挥端粒酶抑制作用, 后续临床前及临床试验均为GRN163L。2005年, FDA同意GRN163L在患慢性淋巴细胞白血病患者的临床实验。2007年, Geron公司开始GRN163L单独治疗多发性骨髓瘤的I期临床试验。2008年开始了GRN163L治疗乳腺癌的I期临床试验。同年12月, Geron发布了有关GRN163L治疗再发的和难治的多发性骨髓瘤的暂时性临床试验数据。2009年, Geron发布了Geron163L对抗癌症干细胞的实验活动, 包括非小型细胞肺癌、乳癌、胰脏炎、前列腺癌、小儿科神经肿瘤。公司发表Geron163L治疗乳癌的假定癌症干细胞与胰脏炎症系数据。数据显示, 在以Geron163L治疗后, 人类乳癌细胞MCF7的假定干细 胞数量与自我再生的能力大幅减弱。目前Geron163L正处于临床II期试验中。(来源: 生物谷2011-01-11)Cell Stem Cell: iPS细胞具更高基因畸变频率加州大学圣地亚哥分校医学院及斯克里普斯研究所的干细胞科学家领导的跨国研究团队, 记录了在人类胚胎干细胞(hESC)和诱导功能干细胞(iPSC)系中特殊的基因畸变, 研究结果在1月7日的Cell Stem Cell上发表。该公布的发现强调了需要对多能干细胞进行频繁的基因检测以保证其稳定性和临床安全性。该研究的第一作者, 加州大学圣地亚哥分校再生医学系的路易斯·劳伦特博士认为, 人类多能干细胞(hESC和iPSC)比其他类型细胞有更高的基因畸变频率。最令人吃惊的是, 与其他非多能干细胞样本相比较, 观察到hESC的基因扩增和iPSC的缺失方面出现的频率更高。人类多能干细胞在人体内具有发展成其他类型细胞的能力, 可成为细胞替换治疗的潜在来源。斯克里普斯研究员再生医学中心主任珍妮·罗伦教授谈到, 由于基因畸变常常与癌症相关联, 免受癌症相关的基因突变对于临床使用的细胞系来说至关重要。研究团队确认了在多能干细胞系中可能发生突变的基因区域。对于hESC而言, 可观察到的畸变大多是靠近多潜能相关基因区域的基因扩增; 对于iPSC而言, 扩增主要涉及细胞增殖基因及与肿瘤 抑制基因相关的缺失。传统的显微技术, 如染色体组型分析可能无法检测到这些变化。研究组使用一种高分辨率的分子技术, 称为“单核苷酸多态性(SNP)”, 能观察到人类基因组里一百多万个位点里的基因变化。 劳伦特说, 我们惊喜地发现在较短时间培养中的基因变化, 例如在体细胞重编程为多能干细胞的343过程以及在培养中细胞的分化过程。我们不知道这会有怎样的影响, 如果有的话, 这些基因畸变都会对基础研究或者临床应用的结果产生影响, 对此应当深究。劳伦特总结到, 该研究结果解释了有必要对多能干细胞培养进行经常性的基因监控, SNP分析仍不失为人类胚胎干细胞和多能干细胞日常监控的一部分, 但是这一结果提醒我们应当予以重视。(来源: 中国干细胞网2011-01-12)美用胚胎干细胞制造出血小板美国先进细胞技术公司的实验证明, 使用人类胚胎干细胞研制出的血小板可修复实验鼠的受损组织, 人类未来有望源源不断地
牙髓干细胞 研究进展综述
牙髓干细胞 1牙髓干细胞概念 牙髓组织位于牙齿内部的牙髓腔内，是牙体组织中唯一的软组织。2000年Gronthos[1]等通过对人牙髓细胞的研究，发现了一种与骨髓间充质干细胞有着极其相似的免疫表型及形成矿化结节能力的细胞，细胞中形态呈梭形，可自我更新和多向分化，有着较强的克隆能力。这些由牙髓组织中分离出的成纤维状细胞就称为牙髓干细胞(Dental Pulp Stem Cells,DPSCs)。现在普遍认为牙髓组织中具有形成细胞克隆能力和较强增殖能力的未分化间充质细胞即DPSCs[2]。 2牙源性干细胞 至今，已从人类牙齿相关组织中分离和鉴定出7种干细胞: (1)牙髓干细胞(dental pulp stem cell,DPSC)[1]，来自恒牙牙髓；张巍巍等[3]以人牙髓干细胞为种子细胞与PLGA支架材料在体外进行复合培养，表明PLGA 有利于于牙髓干细胞的粘附与增值。Lindroos等[4]得到DPSC与其他间充质源性干细胞具有相似的表面标志物和骨相关性的标志物的结论，支持DPSC在硬组织再生方面的可能性。从成人第三磨牙牙髓中分离的DPSC在适宜的条件下可诱导分化为有功能活性的神经细胞，并在基因和蛋白水平表达神经组织专有的标志物[5]，为治疗神经系统方面的疾病提供了新的途径。DPSCs不表达成牙本质细胞特征性蛋白DSP、DMP，则表明DP-SCs尚处于未分化状态[6]。我国学者通过对根髓和冠髓进行比较时发现：DPSCs 存在于全部牙髓之中,在根髓中的密度更高[7]。 (2)人类脱落乳牙牙髓干细胞(stem cell from the pulp of human exfoliated deciduous teeth, SHED),来自儿童脱落乳牙的牙髓;Miura等[8]研究发现，正常脱落的乳牙牙髓中的细胞经培养会表现出成纤维细胞样生长，其增殖率和群体倍增数均比骨髓基质干细胞(BMMSC)、DPSCs高，于是首次提出了SHED的概念。Shen YY等[9]发现SHED在体外培养过程中可以表达成骨细胞的标志，如RUNX-2、OCN、BSP，表明SHED在体外可以分化为成骨细胞;将SHED与人类牙齿切片复合后，在体外培养或是植入免疫缺陷小鼠皮下，均表达成牙本质细胞分化的标志( DSPP，DMP-1，MEPE)[10]。一系列实验表明SHED在体内只能诱导宿主细胞分化为成骨细胞[11]，而其自身无法分化为成骨细胞，但在体外培养过程中却可以分化为成骨细胞。SHED 可能还具有参与机体的免疫调节等功能[12]。李丽文[13]等用不同密度接种培养DPSCs,计算细胞产量、倍增次数, 观察细胞形态、检查克隆形成率和钙结节形成能力的方法得到，1.5～3cells/cm2低密度接种培养DPSCs 有利于细胞快速扩增,扩增后的细胞保持较高的增殖和分化潜能。SHED 的增殖能力、克隆形成效率和钙结节形成能力均优于DPSCs。 (3)根尖乳头干细胞(stem cell from the apical papilla,SCAP)[14,15]，来自牙根发育未完成的根尖乳头；Abe等[16]从人年轻第三磨牙根末端分离根尖周牙乳头，并采用酶消化法从中分离出细胞进行研究，结果发现这种细胞在低密度下培养时，