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肿瘤干细胞与实体肿瘤
人急性粒细胞性白血病干细胞(LSC)的分离、鉴定及功能研究认为肿瘤起源于干细胞,是一种干细胞疾病.虽然有证据表明,实体肿瘤也存在类似的肿瘤干细胞,但基于条件限制长久以来没有得到分离鉴定.近具有自我更新和分化能力以及特异表面标志的乳腺癌、脑肿瘤干细胞相继被离鉴定,提出实体肿瘤是干细胞疾病的理念,认为肿瘤是功能异质性的,只有小部分肿瘤干细胞才有成瘤及维持恶性显型的作用,因此肿瘤的治疗关键应是针对肿瘤干细胞的治疗,这对传统的肿瘤治疗方式提出了巨大的挑战.作为新课题,实体肿瘤干细胞的起源、研究方法、研究内容及进一步研究方向尚需探讨,但是肿瘤干细胞研究对实体肿瘤发生发展机制的阐明、治疗新靶点的发现等将产生深远影响.
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脑肿瘤干细胞起源的探讨
一、脑肿瘤干细胞1.脑肿瘤干细胞的发现:1997年,Bonnet和Dick~([1])率先在人类急性粒细胞自血病中发现了肿瘤干细胞,后来用干细胞培养液对恶性胶质瘤组织进行培养,得到了一群悬浮生长,能够自我更新,并且表达干细胞标记物的细胞,称之为脑肿瘤干细胞~([2-3]),在传过上千代的胶质瘤细胞株中也得到了这种细胞~([4]).
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神经干细胞对脑肿瘤干细胞体内外趋向性研究
目的 探讨人神经干细胞(hNSCs)对脑肿瘤干细胞(BTSCs)的趋向性.方法 利用神经球培养方法培养胶质母细胞瘤(GBM)来源的BTSCs.采用Transwell细胞迁移实验检测hNSCs对BTSCs的体外趋向性;利用立体定向注射的方法,建立裸鼠颅内AAV-EGFP-BTSCs移植瘤模型,将标记有红色荧光蛋白(RFP)的人源性NSCs(hNSCs)接种到移植瘤对侧脑组织,荧光显微镜观察hNSCs向移植瘤的迁移情况及在移植瘤体内的分布.结果 GBM组织中可分离扩增到CD133+和Nestin+的BTSCs细胞,BTSCs在体外以神经球的形式生长,将这些细胞接种到裸鼠颅内可形成新的胶质瘤.细胞迁移实验显示体外培养的hNSCs可向BTSCs定向迁移,裸鼠颅内移植瘤实验显示hNSCs可在颅内沿切线向BTSCs移植瘤定向迁移,并能穿透肿瘤组织,到达瘤组织中心区.结论 外源hNSCs对BTSCs具有明确的体内外趋向性.这一特性可被用于干细胞为载体的基因治疗研究.
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Caspase-8和Bcl-2在脑肿瘤干细胞肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体耐药中的作用研究
目的 探讨肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)对脑肿瘤干细胞生长的影响,研究Caspase-8和Bcl-2在肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体耐药中的作用.方法 应用CD133免疫磁珠分选法获得脑肿瘤干细胞,流式细胞术检测分选阳性率;亚神经球形成实验分析脑肿瘤干细胞的自我更新能力和增殖能力;四甲基偶氮唑盐法检测肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体对脑肿瘤干细胞生长的影响;Western blot法检测DR5、FADD、Caspase-8和Bcl-2蛋白的表达.结果 分选后CD133+细胞即脑肿瘤干细胞可达71％;脑肿瘤干细胞以神经球的方式生长;肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体作用前后,脑肿瘤干细胞都有极强的形成神经球的能力;肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体可以引起脑肿瘤干细胞死亡,加入Caspase-8或Caspases抑制剂,可明显阻断肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体所引起的细胞死亡(P＜0.05);Western blot结果显示,脑肿瘤干细胞表达Caspase-8蛋白水平降低,表达Bcl-2蛋白水平增加(P＜0.05).结论 脑肿瘤干细胞是脑肿瘤对肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体耐药的根源,Caspase-8蛋白表达减少及Bcl-2蛋白表达增强使Caspase-8不能活化,导致了脑肿瘤干细胞发生肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体耐药.
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脑肿瘤干细胞耐药基因ABCG2的实验研究
目的 脑肿瘤耐药是否与其干细胞相关和耐药机制何在还不清楚,本实验旨在探讨脑肿瘤干细胞耐药的分子机制.方法 从人脑胶质瘤组织标本中分离CD133+细胞,在无血清条件下体外长期传代培养,取其中呈悬浮生长的细胞球,再用CD133免疫磁珠分离其中的阳性细胞在无血清条件下培养.将尼卡地平、米托蒽醌分别或联合作用于上述的培养细胞,观察细胞形态、增殖抑制和细胞凋亡率等变化.结果 经CD133免疫磁珠筛选过的细胞球在相差显微镜下观察到尼卡地平与米托蒽醌联合作用组细胞的细胞毒性非常明显,有的球体已崩解,增殖抑制很明显,并且对米托蒽醌呈浓度依赖性,在2.5或5.0μmol·L-1的尼卡地平协同下的米托蒽醌,于10-6～10μmol·L-1时对肿瘤细胞的增殖抑制呈浓度依赖性,与空白对照和单纯尼卡地平组相比均有统计学差异(P<0.01);而对未经CD133免疫磁珠筛选球体的抑制作用不显著.流式细胞仪检测表明,尼卡地平能协同米托蒽醌促进受试细胞的凋亡.结论 脑肿瘤干细胞高表达ABCG2是其耐化疗药物的原因之一,尼卡地平通过竞争性地抑制ABCG2作用而提高化疗药物的敏感性.
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脑肿瘤干细胞相关研究进展
颅内恶性肿瘤浸润生长、复发快,是当前神经外科治疗的难点.近年来研究表明,肿瘤组织中存在少数“种子细胞”——脑肿瘤干细胞,其不仅可增殖、分化为肿瘤细胞,同时也主导肿瘤的血管生成、侵袭与转移.脑肿瘤干细胞的研究对于阐释脑部肿瘤的发病和发展机制有重要作用.该文就脑肿瘤干细胞的起源、分化、标志物以及治疗等问题予以综述.
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脑肿瘤干细胞的热点问题及研究进展
长期以来,针对脑肿瘤研究的投入很大,但收效不尽人意,究其原因,主要是对作为研究对象的实体瘤或细胞系中所含的瘤细胞在形态和功能上均存在很大差异的本质认识不清.
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神经干细胞延伸于脑肿瘤干细胞的研究
1992年Reynolds首先成功地从成年小鼠纹状体中分离出神经干细胞(neural stem cells,NSCs);1997年Mckay[1]确立了神经干细胞能提供大量脑组织所需要的功能细胞的概念;2001年Reya提出了肿瘤干细胞理论;Singh等[2]在人脑胶质瘤组织中分离出神经干细胞样的肿瘤干细胞,并进一步证明后者可直接生成肿瘤细胞,目前称之为脑肿瘤干细胞(brain tumor stem cells,BTSCs),由此开创了神经干细胞研究的新领域.其中备受关注的是脑肿瘤干细胞是否来自突变的神经干细胞,以及神经干细胞如何演变为脑肿瘤干细胞等一系列问题,笔者结合当前开展的工作介绍如下.
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对脑肿瘤干细胞五年研究历程的反思及再认识
自1998年首次从人类肿瘤实体瘤中分离出肿瘤干细胞(TSCs)后,2003年Singh等[1-3]又于髓母细胞瘤和多形性胶质母细胞瘤中发现了一小群有别于其他绝大多数肿瘤细胞的特殊腑肿瘤细胞,并证实该细胞具有自我更新、无限增殖潜能和部分分化能力等干细胞样生物学特征;自此激发了对脑肿瘤干细胞(BTSCs)研究的热潮.
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脑肿瘤干细胞向血管内皮细胞分化的研究进展
脑肿瘤干细胞是脑肿瘤内存在的类似干细胞的细胞亚群,具有自我更新能力并能产生异质性肿瘤细胞.与非肿瘤干细胞来源的肿瘤细胞相比,脑肿瘤干细胞表面表达了与神经干细胞表面相同的分子标记物(如CD133、Nestin) ,导致细胞的免疫原性降低,并抑制T细胞等免疫细胞的功能,使机体的免疫系统无法正常发挥作用[1]. 另一方面,胶质瘤干细胞高表达多种耐药因子及DNA损伤修复因子、侵袭因子,促进肿瘤浸润生长并可以有效耐受放射治疗及化疗药物的治疗[2]. 肿瘤血管有支持脑肿瘤生长的功能,而这些肿瘤干细胞则可以直接分化为血管内皮细胞或通过调节血管内皮细胞生长因子的方式来帮助肿瘤血管的生成. 因此本文的研究对象将着重于肿瘤血管与脑肿瘤干细胞之间的关系.
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CD133表达与脑肿瘤干细胞关系研究进展
已经证实多种血液和实体瘤组织中均存在肿瘤干细胞,常常通过特异的细胞表面分子来鉴定肿瘤干细胞.CD133,是一种干细胞标记,被广泛用于鉴定和分离脑肿瘤干细胞.然而,随着近几年越来越多的研究证实了CD133-脑肿瘤干细胞的存在,CD133作为脑肿瘤干细胞的分选标记出现争议.本文综述了CD133和脑肿瘤干细胞关系研究的进展.
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脑肿瘤干细胞的研究现状
背景:在脑肿瘤中存在一种具有自我更新、无限增殖与多向分化能力的细胞,即脑肿瘤干细胞.脑肿瘤干细胞被认为是脑肿瘤发生、发展、转移与复发的根源.目的:总结和探讨脑肿瘤干细胞的研究现状.方法:以"脑肿瘤、脑肿瘤干细胞"为检索词,应该计算机检索Pubmed 数据库1977-01/2011-07的相关文章,并查阅与干细胞及脑肿瘤干细胞实验有关的书籍,对资料进行初审,选取符合要求的有关文章共32 篇.结果与结论:在恶性脑肿瘤中存在脑肿瘤干细胞.脑肿瘤干细胞是恶性脑肿瘤发生、发展、转移及复发的根源,其表达特异性的CD133、Nestin蛋白和ABC转运体.目前已经获得了分离脑肿瘤干细胞的简便方法.CD133阳性的肿瘤干细胞所占的比例与脑肿瘤的恶性程度呈正相关,可作为预后诊断指标之一.
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五味子多糖影响脑肿瘤干细胞的增殖
目的 探讨五味子多糖对脑肿瘤干细胞增殖的作用.方法 培养人脑肿瘤细胞,采用CD133免疫磁珠分选法获得脑肿瘤干细胞,MTT法检测五味子多糖对脑肿瘤干细胞生长增殖率的影响,ELISA法检测脑肿瘤干细胞分泌HIF、VEGF、Neun和GFAP蛋白变化.结果 五味子多糖可以浓度依赖性地抑制脑肿瘤干细胞的增殖率,与对照组比较,800 mg/L组差异有统计学意义(P<0.01).ELISA结果显示,五味子多糖作用后脑肿瘤干细胞分泌HIF和VEGF蛋白降低,分泌Neun和GFAP蛋白增高,与对照组比较,800 mg/L组差异有统计学意义(P<0.01).结论 五味子多糖通过诱导脑肿瘤干细胞分化和调控VEGF表达而抑制脑肿瘤干细胞的增殖.
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TRAIL协同五味子乙素对脑肿瘤干细胞生长的影响
目的 探讨肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体( TRAIL)与五味子乙素( SchB)对脑肿瘤干细胞(BTSCs)生长的影响.方法 原代培养人脑肿瘤细胞,采用CD133免疫磁珠法获得BTSCs,噻唑蓝(MTT)法检测TRAIL与SchB单独或联合作用后BTSCs增殖能力的变化.结果 不同浓度TRAIL作用于BTSCs均可抑制其增殖,与对照组比较,30 μg/ml和100 μg/ml组差异有统计学意义(P<0. 01).不同浓度Sch B作用于BTSCs时,亦均可以抑制其增殖,与对照组比较,25 μg/ml、50 μg/ml和100 μg/ml组差异有统计学意义(P<0. 01).不同浓度TRAIL联合100 μg/ml Sch B可以明显地抑制BTSCs的增殖,与对照组比较,TRAIL浓度30 μg/ml和100 μg/ml组差异有统计学意义(P<0. 01).结论 TRAIL与SchB均可以抑制BTSCs的增殖,且两者可发挥明显的协同作用.
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CD133免疫磁珠分选脑肿瘤干细胞及其生物学特性
目的:从人脑肿瘤组织中分离、培养、纯化和鉴定脑肿瘤干细胞(BTSCs),探讨CD133免疫磁珠分选方法获取BTSCs的可行性及BTSCs的生物学特性.方法:留取人脑胶质母细胞瘤新鲜标本,分离获得脑肿瘤细胞.应用CD133免疫磁珠分选方法纯化BTSCs;流式细胞仪检测分选阳性率;神经球计数法分析CD133+/-亚群细胞神经球形成情况;免疫荧光方法检测CD133+/-亚群细胞表面神经干细胞(NSCs)标记物CD133、神经巢蛋白(nestin)表达情况;检测CD133+/-亚群细胞经诱导分化后细胞表面分化标记物β-TubulinⅢ、GFAP表达情况.结果:CD133+亚群细胞具有干细胞特性,可形成明显的神经球,具有自我更新和明显的增殖能力,并且NSCs标记物CD133、nestin表达阳性,经诱导分化后分化标记物β-TubulinⅢ、GFAP表达阳性;CD133-亚群细胞无上述特性.结论:CD133免疫磁珠分选方法获得的CD133+亚群细胞即为BTSCs,该方法可以得到高纯度的BTSCs,可以用于BTSCs的实验研究.
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五味子多糖对脑肿瘤干细胞的凋亡诱导及生长抑制作用
目的:探讨五味子多糖(SCP)对脑肿瘤干细胞(BTSCs)生长的抑制作用,阐明 SCP抑制 BTSCs生长的抑制机制.方法:培养原代人脑肿瘤细胞,CD133免疫磁珠法分选获得 BTSCs,免疫荧光法鉴定 BTSCs中神经干细胞标记抗原CD133和 Nestin表达情况;将 BTSCs 分为对照组和不同剂量 SCP 组,分别用0、200、400和800 μg·L-1SCP处理;噻唑蓝(MTT)法检测各组 BTSCs的增殖率,Annexin V-PI分析细胞凋亡率,酶联免疫吸附法(ELISA)检测各组BTSCs培养上清中Bax、Bcl-2和 Cascpase-3蛋白表达水平.结果:免疫荧光染色,CD133和 Nestin在BTSCs中呈阳性表达.MTT检测,与对照组比较,各剂量 SCP组BTSCs增殖率降低,400和800 mg·L-1组差异有统计学意义(P<0.05).Annexin V-PI检测,800 mg·L-1SCP组细胞凋亡率明显升高,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05).ELISA法检测,与对照组比较,各剂量 SCP组 BTSCs中Bax蛋白表达水平升高(P<0.05),800 mg·L-1SCP组 Bcl-2蛋白表达水平降低(P<0.05),各剂量 SCP组Bax/Bcl-2比值明显升高(P<0.05).与对照组比较,800 mg·L-1SCP组BTSCs中Caspase-3蛋白表达水平明显升高(P<0.01).结论:SCP可抑制BTSCs生长,诱导细胞凋亡可能是其作用机制之一.
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脑肿瘤干细胞与放疗抵抗的研究进展
越来越多的研究表明胶质瘤治疗后复发的根源在于脑肿瘤干细胞(BTSCs)的存在,BTSCs通过DNA损伤修复、调整细胞周期、影响细胞凋亡与增殖等多种途径来逃避放疗对其的杀伤作用,其中涉及多种基因和信号通路.本文对BTSCs与放疗抵抗的研究进展进行综述.
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脑肿瘤干细胞的研究进展
脑肿瘤是人类侵袭性强、难治疗的肿瘤之一.近的研究显示,脑肿瘤中存在与神经干细胞性质相似的少数细胞,只有这些关键细胞才可以维持脑肿瘤生长,称之为脑肿瘤干细胞(BTSC).本文对肿瘤干细胞(BTSC)存在的证据、生物学特性、鉴定及可能的来源进行了探讨,同时对该项研究的意义及前景进行了展望.
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杀伤脑肿瘤干细胞的病毒进入临床试验
美国得克萨斯大学M.D.Anderson医学中心的研究人员构建了一种腺病毒,它能侵入脑肿瘤干细胞,诱导其自我破坏.在动物试验中,这种腺病毒能大幅提高动物的存活率.
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人脑胶质瘤组织中Oct4、Wnt2的表达及其临床意义
目的:探讨Oct4和Wnt2在人脑胶质瘤组织中的表达及其与临床病理特征的关系.方法:选取临床及病理资料完整的长江大学附属第一医院2006-2009年手术切除并经病理证实为胶质瘤的石蜡标本56例,采用免疫组织化学方法检测56例胶质瘤组织(其中15例为术后复发)和10例脑外伤行内减压术切除的脑组织标本Oct4、Wnt2的表达.结果:正常脑组织中Oct4表达均为阴性,Wnt2表达仅1例呈弱阳性;56例胶质瘤组织中Oct4阳性34例(60.7%),Wnt2阳性40例(71.4%).Oct4、Wnt2在低度恶性胶质瘤组中和高度恶性胶质瘤中的阳性率分别为46.2%和73.3%(P<0.05)及57.7%和83.3%(P<0.05),Oct4在复发肿瘤和初诊肿瘤中的阳性率分别为86.7%和51.2%(P<0.05).人脑胶质瘤组织中Oct4和Wnt2表达呈正相关(r=0.537,P<0.01).结论:Oct4、Wnt2的表达与人脑胶质瘤的恶性程度相关,Oct4的表达与胶质瘤的复发相关;Oct4可能是通过Wnt通路而参与了胶质瘤的发生、发展.
