腫瘤干細胞（CSC）理論認為腫瘤組織內(nèi)有一小群細胞具有與干細胞類似的生物學特性這一小部分細胞被認為是腫瘤發(fā)生、擴散、復發(fā)過程中的根源。CSC細胞膜上表達的**轉(zhuǎn)運蛋白以及CSC生長的微環(huán)境都使其對化療和放療相對不敏感，并且CSC具有多條自我更新的信號通路。因而，**G2的耐藥性、CSC生長的微環(huán)境和腫瘤細胞的信號通路等都是腫瘤治療的新靶點?，F(xiàn)就CSC的來源、生物學特性以及它們與腫瘤的耐藥性轉(zhuǎn)移和治療間的關系進行綜述。

    傳統(tǒng)觀念認為腫瘤細胞是由體細胞突變而形成的，突變使其可以獲得無限制生長的能力，但并不是所有的腫瘤細胞都可以無限制生長。研究表明，部分腫瘤細胞的生長、轉(zhuǎn)移和復發(fā)的特點與干細胞十分類似，因此有學者提出了腫瘤干細胞（cancer stemcell,CSC）理論，目前已在白血病、乳腺癌、惡性黑素瘤、腸癌、肝癌等多種腫瘤中證實CSC的存在。CSC學說認為腫瘤組織內(nèi)有一小群細胞與干細胞具有類似的廣泛增殖、自我更新以及分化潛能等特性，并且能表達與某些正常干細胞相同的標記蛋白。CSC理論讓人們重新認識了腫瘤的起源和特性，并且對腫瘤的臨床治療提供了新思路和新方向。

    1 CSC自身特性

    1.1 CSC的來源

    對于CSC的來源，迄今為止有以下幾種觀點：①CSC來源于正常的組織干細胞，由于基因突變導致正常干細胞的自我更新和多向分化能力紊亂失控，轉(zhuǎn)化為CSC。這種說法的依據(jù)是正常干細胞，體內(nèi)唯一具有自我更新能力的細胞，而且CSC與正常干細胞一樣具有很多類似的特征和表面標志物。②認為CSC是由正常的體細胞突變而來的，Jamieson等通過研究發(fā)現(xiàn)β-蛋白的活化使得粒細胞-巨噬細胞的祖細胞產(chǎn)生突變，使其具有自我更新的能力，導致慢性粒細胞性白血病的產(chǎn)生。③其他學者研究發(fā)現(xiàn)CSC是正常組織干細胞與其他細胞發(fā)生細胞融合的結果，目前尚無相應實驗研究證實。但是可以解釋腫瘤細胞普遍存在非整倍體的現(xiàn)象。

    1.2 CSC的生物學特性

    1.2.1自我更新

    研究發(fā)現(xiàn)CSC與成體干細胞類似也具有自我更新的能力。正是這種自我更新導致了腫瘤持續(xù)生長。

    1.2.2高致瘤性

    CSC的致瘤性主要從兩個方面進行評價：①CSC在體外克隆形成能力；②CSC在免疫動物體內(nèi)的腫瘤形成能力。如非肥胖型糖尿病-重癥聯(lián)合免疫缺陷小鼠接種CSC,每只小鼠接種100個CD133+CSC,接種后的6個月內(nèi)形成腫瘤，而每只接種十萬個CD133+的腫瘤細胞（非在相同時間內(nèi)未形成腫瘤。

    1.2.3分化潛能

    CSC在體外和體內(nèi)都具有分化能力。有研究發(fā)現(xiàn)把大鼠的結腸腺瘤細胞注射到健康大鼠體內(nèi)，可以生成結腸所有類型的細胞。

    1.2.4耐藥性

    很多學者在研究CSC的耐藥性后認為，CSC是導致腫瘤患者化療失敗的主要原因。CSC細胞膜上多數(shù)表達轉(zhuǎn)運蛋白，大多可運輸并外排包括代謝產(chǎn)物、藥物、毒性物質(zhì)、內(nèi)源性脂類物質(zhì)、多肽及固醇類等多種物質(zhì)。Koshiba等發(fā)現(xiàn)人類轉(zhuǎn)運**蛋白中的**G2,參與異外源性物質(zhì)新陳代謝的第三階段，被認為是代謝物排出的“泵”，而且可以保護人類身體不受外源性物質(zhì)侵犯。無論是人體內(nèi)的**G2還是鼠體內(nèi)的**G2,都幫助神經(jīng)元細胞和星形膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)運膽固醇，特別是鼠類的**G2蛋白可以參與轉(zhuǎn)運睪丸內(nèi)的某種性激素。Robey等研究發(fā)現(xiàn)**G2在保護自身不受外源性物質(zhì)侵犯中起著重要作用，更是參與形成部分的血腦屏障、血睪屏障、胎盤屏障。對于**G2的耐藥性已經(jīng)成為眾多抗癌學者研究的一個重要靶點。Robey等還證明了**轉(zhuǎn)運體是可以被抑制的，如絡氨酸激酶抑制劑、3-羥基-3甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶、抗病毒類和黃酮類。但在實驗室研究中發(fā)現(xiàn)**G2在人體內(nèi)的形式是多樣的，如何從藥理學方面向生理學和毒理學方面轉(zhuǎn)變又是需要研究的一個難點。

    1.3 CSC的分選

    關于CSC的分選和鑒定有多種方法，主要是從CSC的生物學功能和CSC的表面特異性標志物兩方面來鑒定：流式細胞技術和磁性細胞分選術。前者能夠一次性進行多標志分選，能夠選擇熒光強度大的腫瘤細胞，需要具備分選功能的流式細胞儀，分選純度較高。后者需要的設備相對較簡單，但是分選純度較流式低，可分為利用CSC表面標志物分選和SP分選法，又稱側(cè)群細胞分選法。

    常用CSC標志物（如CD133和CD44）來分離腫瘤中的CSC。AI-Hajj等通過分離實體的乳腺癌組織，得到乳腺癌干細胞，發(fā)現(xiàn)這些細胞是以Lin-、ESA+、CD44+、CD24-/low作為特異性的表面標志。之前的研究發(fā)現(xiàn)這些特異性標志的乳腺癌干細胞只占總細胞數(shù)的一小部分，其比例越高患者術后復發(fā)的可能性就越大，而且對化療藥物不敏感性增加。SP分選法可將沒有被Hoechst33342染色的細胞從其他腫瘤細胞中分選出來。但是擁有耐藥泵并不是CSC的特性，正常干細胞也具有耐藥泵，而且核酸染料echst33342本身有一定的毒性，損傷CSC導致其失去拒染能力。

    1.4 CSC與微環(huán)境

    以往的研究表明CSC的微環(huán)境由成纖維細胞、細胞因子、脂肪細胞、內(nèi)皮細胞和細胞外基質(zhì)組成。Ghotra等研究發(fā)現(xiàn)CSC的許多特性與正常干細胞類似，而且其生長的微環(huán)境使CSC對放療和化療都相對不敏感，因此對CSC與微環(huán)境間關系的研究可以成為另一個腫瘤治療的靶點。

    也有學者指出慢性炎癥的微環(huán)境可以使血液里的間充質(zhì)干細胞募集，環(huán)境的改變使其與周圍的某種細胞融合，導致發(fā)生細胞內(nèi)基因重組，使其形成CSC或是與CSC有類似生物學行為的細胞。

    2 CSC與腫瘤的關系

    CSC與腫瘤的關系在前面已經(jīng)有所介紹，如CSC與腫瘤耐藥性的關系，CSC逐漸為腫瘤治療的靶點CSC細胞膜上**轉(zhuǎn)運蛋白與微環(huán)境的關系等?，F(xiàn)就CSC與腫瘤的轉(zhuǎn)移以及治療分別進行討論。

    2.1 CSC與腫瘤轉(zhuǎn)移

    現(xiàn)代惡性腫瘤治愈的難點在于腫瘤的復發(fā)和轉(zhuǎn)移。很多學者認為腫瘤處于晚期難以根治的原因在于癌細胞產(chǎn)生基因突變，導致對化療和放療不敏感，患者5年生存率下降。Chen等用造模來觀察癌細胞向遠處的轉(zhuǎn)移，并且觀察這些細胞的各項參數(shù)。研究結果表明，這些細胞需要很強的活動力和競爭力及轉(zhuǎn)移到遠處后與周圍的正常組織細胞競爭環(huán)境中的養(yǎng)料和生存空間。所以，CSC向遠處轉(zhuǎn)移后，自身為了適應周圍環(huán)境的需要產(chǎn)生變異，自身干細胞特性使其產(chǎn)生優(yōu)勢克隆，導致遠處惡性腫瘤的發(fā)生。

    2.2 CSC與腫瘤治療

    CSC雖然在腫瘤組織中數(shù)量較少，但是大多數(shù)處于靜止期，能夠躲避針對快速分裂細胞起效的化療藥物攻擊。因此，CSC被認為是腫瘤治療后復發(fā)的原因。

    Shipitsin等研究發(fā)現(xiàn)，遺傳基因的改變將會使一個正常的細胞忽視生長控制信號，最終產(chǎn)生腫瘤細胞將正常組織破壞。對腫瘤細胞的基因?qū)W研究可以從其他方面解釋人類疾病和很多臨床上不能解釋的現(xiàn)象?；蛲蛔兛梢允蛊胀[瘤細胞具有干細胞的性質(zhì)，所以基因治療也是一個新的研究方向。

    腫瘤分化療法是誘導腫瘤組織中未分化的干細胞分化為終末細胞，同時可以增加其對細胞毒藥物的敏感性。Piccitillo等研究發(fā)現(xiàn)，骨成型蛋白在成人膠質(zhì)瘤細胞中激活其自身受體，它們結合后控制著正常的腦干細胞的活性，誘導成人膠質(zhì)瘤細胞分化，并且CD133+細胞群數(shù)目明顯較少，也就是生長相應地被抑制。Ohno等研究發(fā)現(xiàn)，在利用全反式維甲酸治療急性早幼粒細胞白血病已經(jīng)進入可以治愈的階段，早期的診斷以及化學療法是必要的對于晚期的患者全反式維甲酸與細胞毒性藥物的聯(lián)合應用也會有很好的效果，因為全反式維甲酸可能誘導白細胞分化。

    很多CSC能夠躲避化療藥物的攻擊，其原因是它們處于細胞周期的靜止期，也就是G0期。Malum-bres等研究發(fā)現(xiàn)，促細胞周期蛋白激酶可以引起基因和染色體的不穩(wěn)定，抑制促細胞周期蛋白激酶的活性，可以使CSC進入細胞周期的中期，從而容易被化療藥物所作用。

    原先在腫瘤細胞中發(fā)現(xiàn)的許多的信號通路，現(xiàn)在認為也存在正常的干細胞中，如Oct-4、骨成型蛋白、janus激酶家族、人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因、Notch、Sonic hedgehog（shh）和Wnt等。選擇與CSC自我更新相關的信號轉(zhuǎn)導通路予以特異性阻斷，將是未來治療惡性腫瘤的又一有力手段。Fan等通過研究發(fā)現(xiàn)Notch通路被抑制后，CD133+細胞顯著減少，而SP細胞完全被破壞。降低Notch的活性能促進CSC進一步分化，前文也提到促使CSC分化也是腫瘤治療的一種手段。

    3 問題與展望

    雖然有越來越多的證據(jù)支持CSC學說，然而在腫瘤生物學中仍存在很多問題：①是否所有腫瘤均存在CSC?②所有CSC是否具有一些相同的表型③由于正常干細胞與CSC具有相似的表型及信號轉(zhuǎn)導通路，在針對CSC治療時，如何保護骨髓及胃腸道中的正常干細胞不受損害等。探索CSC從腫瘤組織分離及體外培養(yǎng)擴增建系的方法，建立合理的體外模型也是需要解決的問題。通過鑒定腫瘤組織中的CSC,尋找調(diào)節(jié)CSC生物行為的因子將會給臨床腫瘤治療起到巨大的推動作用。（王敏綜述，王銀龍審校）