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【中图分类号】R739【文献标识码】A【文章编号】1008-6455(2011)10-0503-02胶质瘤是人类死亡率最高的肿瘤之一,其生长迅速、浸润性强且易复发,其中位生存期不到12个月。虽然目前以手术切除为主放化疗为辅的胶质瘤综合治疗水平不断提高,但胶质瘤治疗效果仍不理想,预后差,是困扰临床医师的难题。目前研究认为,脑胶质瘤中存在一小部分细胞,它们对治疗具有抵抗性,且具有再次形成肿瘤的能力,可能是肿瘤复发的根源,为此提出了胶质瘤干细胞(glioma stem cells,GSCs)的概念。
1胶质瘤干细胞的概念
1992年Reynold和Weiss[1,2]首次报道了成年哺乳动物大脑内神经干细胞的分離和体外培养,随后又被许多相关研究者证实存在[3]。Bonnet等研究表明白血病以CD38阴性、CD34阳性为特殊性细胞表面标志,从人急性髓样白血病患者体内分离出具有分化和增殖以及自我更新能力的细胞,称之为白血病干细胞。Al-Hajj等[4]在乳腺癌中,Matsui等[5]在多发性骨髓瘤中先后发现了类似细胞,它们具有正常干细胞的一些生物学特性,如自我更新和增殖能力,能够向多个谱系细胞分化。Singh等[6]在胶质瘤中也分离出类似细胞,研究发现这类细胞能特异性表达神经干细胞表面分子标记物CD133和巢蛋白,而缺乏成熟细胞本身固有的表面标记物,并且此类细胞具有自我增殖、多元分化的能力,因此认为这类细胞可能是人类胶质瘤干细胞。尽管提出的肿瘤干细胞是否真正具有“干细胞”的特性一直存在争议[7],但胶质瘤干细胞目前已被广泛认可与研究。
2胶质瘤干细胞的起源
对于胶质瘤干细胞的起源目前主要存在两种假设。一、定向分化的祖细胞或成熟星形胶质细胞在特定的环境刺激下可通过表皮生长因子受体通路的激活和INK4a/ARF通路的失活去分化而重新获取自我更新能力,进而演变成肿瘤细胞,分化细胞还可以通过基因突变、遗传性状改变和基因程序重排使调控自我更新的通路再次激活,甚至还可以通过细胞融合或者不对称核出芽的分裂方式使细胞逃避衰老和凋亡,从而重新获得更强的更新能力而形成肿瘤。二、胶质瘤干细胞起源于神经干细胞,大脑的脑室下区是神经干细胞主要存在的区域。有研究发现胶质瘤的发生与脑室下区存在密切的联系[8]。Holland等用逆转录病毒系统将癌基因分别导入胶质纤维酸性蛋白和巢蛋白阳性的细胞,观察它们的成瘤情况,结果发现巢蛋白阳性细胞发生肿瘤的几率显著增加[9]。因此胶质瘤干细胞可能是因为神经干细胞基因突变而产生。
3胶质瘤干细胞的分离、培养以及鉴定
胶质瘤干细胞的分离方法有二种,一是直接培养,通过培养基进行筛选,大部分研究采用这种方法[9]。二是利用磁珠或流式细胞仪分离CD133阳性细胞。我们通过免疫磁珠技术,从胶质瘤临床标本中可对胶质瘤内CD133阳性细胞进行分选[6]。此外也有部分研究者运用流式细胞技术从C6胶质瘤细胞系内分离出具有肿瘤干细胞特性的“侧群”细胞[11]。胶质瘤干细胞的培养使用含有白细胞抑制因子、碱性成纤维细胞生长因子、表皮生长因子以及B27等其他成分的无血清培养基。CD133+的胶质瘤干细胞虽缺乏成熟神经元和神经胶质表达的胶质原纤维酸性蛋白、微管结合蛋白2和β-微管蛋白3,但能够特征性表达CD133和巢蛋白[6,12,13]。
1胶质瘤干细胞的概念
1992年Reynold和Weiss[1,2]首次报道了成年哺乳动物大脑内神经干细胞的分離和体外培养,随后又被许多相关研究者证实存在[3]。Bonnet等研究表明白血病以CD38阴性、CD34阳性为特殊性细胞表面标志,从人急性髓样白血病患者体内分离出具有分化和增殖以及自我更新能力的细胞,称之为白血病干细胞。Al-Hajj等[4]在乳腺癌中,Matsui等[5]在多发性骨髓瘤中先后发现了类似细胞,它们具有正常干细胞的一些生物学特性,如自我更新和增殖能力,能够向多个谱系细胞分化。Singh等[6]在胶质瘤中也分离出类似细胞,研究发现这类细胞能特异性表达神经干细胞表面分子标记物CD133和巢蛋白,而缺乏成熟细胞本身固有的表面标记物,并且此类细胞具有自我增殖、多元分化的能力,因此认为这类细胞可能是人类胶质瘤干细胞。尽管提出的肿瘤干细胞是否真正具有“干细胞”的特性一直存在争议[7],但胶质瘤干细胞目前已被广泛认可与研究。
2胶质瘤干细胞的起源
对于胶质瘤干细胞的起源目前主要存在两种假设。一、定向分化的祖细胞或成熟星形胶质细胞在特定的环境刺激下可通过表皮生长因子受体通路的激活和INK4a/ARF通路的失活去分化而重新获取自我更新能力,进而演变成肿瘤细胞,分化细胞还可以通过基因突变、遗传性状改变和基因程序重排使调控自我更新的通路再次激活,甚至还可以通过细胞融合或者不对称核出芽的分裂方式使细胞逃避衰老和凋亡,从而重新获得更强的更新能力而形成肿瘤。二、胶质瘤干细胞起源于神经干细胞,大脑的脑室下区是神经干细胞主要存在的区域。有研究发现胶质瘤的发生与脑室下区存在密切的联系[8]。Holland等用逆转录病毒系统将癌基因分别导入胶质纤维酸性蛋白和巢蛋白阳性的细胞,观察它们的成瘤情况,结果发现巢蛋白阳性细胞发生肿瘤的几率显著增加[9]。因此胶质瘤干细胞可能是因为神经干细胞基因突变而产生。
3胶质瘤干细胞的分离、培养以及鉴定
胶质瘤干细胞的分离方法有二种,一是直接培养,通过培养基进行筛选,大部分研究采用这种方法[9]。二是利用磁珠或流式细胞仪分离CD133阳性细胞。我们通过免疫磁珠技术,从胶质瘤临床标本中可对胶质瘤内CD133阳性细胞进行分选[6]。此外也有部分研究者运用流式细胞技术从C6胶质瘤细胞系内分离出具有肿瘤干细胞特性的“侧群”细胞[11]。胶质瘤干细胞的培养使用含有白细胞抑制因子、碱性成纤维细胞生长因子、表皮生长因子以及B27等其他成分的无血清培养基。CD133+的胶质瘤干细胞虽缺乏成熟神经元和神经胶质表达的胶质原纤维酸性蛋白、微管结合蛋白2和β-微管蛋白3,但能够特征性表达CD133和巢蛋白[6,12,13]。