喉癌干細(xì)胞表面標(biāo)志物研究概況

劉 佳(綜述)，戚本明(審校)

(昆明醫(yī)學(xué)院附屬昆華醫(yī)院，云南省第一人民醫(yī)院耳鼻咽喉科，昆明650032)

喉癌目前已經(jīng)成為患病率較高的惡性腫瘤，占全身惡性腫瘤的5．7%～7．6%，占耳鼻喉科惡性腫瘤的7．9%～35．0%［1］。盡管目前臨床上所采用的不斷改進(jìn)的手術(shù)方式和先進(jìn)的放療、化療方案使喉癌的5年生存率有了顯著的提高，但是仍有相當(dāng)一部分患者存在術(shù)后局部或區(qū)域性復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的風(fēng)險。雖然，放療、化療對于保全喉結(jié)構(gòu)和功能方面具有優(yōu)勢，同時也帶來了許多局部及全身的并發(fā)癥，且晚期及進(jìn)展期患者對于放療、化療有一定程度的抵抗性，因此并不能明顯提高晚期患者的有效生存率?，F(xiàn)有治療腫瘤的方法不能有效地殺傷腫瘤干細(xì)胞，即使腫瘤組織消退了，剩余的腫瘤干細(xì)胞仍然可以重新形成腫瘤，故常伴有復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移導(dǎo)致治療失敗。因此迫切地需要從新的角度認(rèn)識喉癌的發(fā)病機(jī)制、復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移規(guī)律，從而為有效治療喉癌奠定基礎(chǔ)?！澳[瘤干細(xì)胞”概念的提出，使靶向性或選擇性殺傷腫瘤干細(xì)胞從而根治腫瘤和防止腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移成為可能。

1 腫瘤干細(xì)胞概述

干細(xì)胞是具有自我更新和向多種細(xì)胞分化能力的一類細(xì)胞［2］。腫瘤干細(xì)胞是腫瘤組織中具有無限自我更新性，并不定潛能地驅(qū)使腫瘤形成、發(fā)展的細(xì)胞，在腫瘤組織的組成部分中占極少一部分［3］。對腫瘤干細(xì)胞的認(rèn)識來自于對腫瘤組織的克隆起源的研究;對其深入研究源于發(fā)現(xiàn)白血病及多發(fā)性骨髓瘤中只有極少一部分腫瘤細(xì)胞能夠克隆增殖。直到近年腫瘤干細(xì)胞模型才逐漸成熟起來，此理論認(rèn)為在絕大多數(shù)癌癥中，腫瘤細(xì)胞很可能起源于一種腫瘤起始細(xì)胞——腫瘤干細(xì)胞，這部分細(xì)胞雖只占少部分，但卻是腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵。

人們最初在血液系統(tǒng)腫瘤中證實(shí)了腫瘤干細(xì)胞的存在，并確定其表面標(biāo)志物為，這種細(xì)胞具有自我更新能力及多向分化潛能，即具有干細(xì)胞特性［4］，因此把這種細(xì)胞稱為腫瘤干細(xì)胞。Marioni等［1］還認(rèn)為這種細(xì)胞可能由正常的成體干細(xì)胞突變而來，這是因為腫瘤干細(xì)胞與成體干細(xì)胞具有很多共同的特性，并且表達(dá)相似的細(xì)胞表面標(biāo)志物。此外，干細(xì)胞可以無限增殖，在特定條件下能積累突變轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤干細(xì)胞而形成腫瘤。細(xì)胞發(fā)生癌變需經(jīng)歷4～7次的基因突變，是一個積累突變的過程，需要較長的時期［5］。正常細(xì)胞壽命短，分裂數(shù)次即死亡，難以積累突變形成腫瘤。Sell等［6］提出，正常的干細(xì)胞會發(fā)生癌變，而分化成熟的組織細(xì)胞是不會發(fā)生癌變。繼血液系統(tǒng)腫瘤干細(xì)胞之后，人們相繼在乳腺癌［7］、腦腫瘤［8］、肺腺癌［9］、前列腺癌［10］等實(shí)體瘤內(nèi)分離出腫瘤干細(xì)胞。

2 腫瘤干細(xì)胞的鑒定

干細(xì)胞的鑒定目前仍然是一個難題，還沒有一個統(tǒng)一、權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)。雖然對干細(xì)胞的鑒定最好的方法是功能學(xué)方法，但是對這種特殊的干細(xì)胞群進(jìn)行功能鑒定和分離純化與培養(yǎng)還存在很多困難。免疫細(xì)胞化學(xué)染色是通過識別干細(xì)胞的分子標(biāo)志物，從而對干細(xì)胞進(jìn)行鑒定和確認(rèn)，這在目前的干細(xì)胞研究中具有非常重要的價值和地位。每種細(xì)胞都有一些特殊的被稱為受體的蛋白質(zhì)分子，這種蛋白質(zhì)分子具有靈敏的結(jié)合特殊信號分子的能力，細(xì)胞受體與信號分子結(jié)合也是細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一種途徑。種類不同的細(xì)胞因其基因表達(dá)及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑存在差異，所以其受體并不完全相同，這種細(xì)胞表達(dá)受體差異就稱為細(xì)胞標(biāo)志物［11］。目前較為常用的腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物有 CD133、CD44。

2．1 CD133CD133是細(xì)胞表面的一種5次跨膜糖蛋白，目前發(fā)現(xiàn)的同源性抗原有其基因分別位于人類4號(4q16．12～pI)和2號染色體上。CD133的功能目前尚不十分清楚，其C端存在的酪氨酸暗示CD133可能為一種通過酪氨酸殘基磷酸化作用而發(fā)揮級聯(lián)效應(yīng)的生長因子受體［12］。

CD133最早是在造血干/祖細(xì)胞表面被發(fā)現(xiàn)的，并被認(rèn)為是造血干細(xì)胞的特異性標(biāo)志物。近年來的研究表明，除了在正常的造血干/祖細(xì)胞中存在，正常神經(jīng)和內(nèi)皮干細(xì)胞以及其他的原始細(xì)胞中也存在CD133。肝祖細(xì)胞激活時會表達(dá)大量的;視網(wǎng)膜細(xì)胞、微絨毛膜滋養(yǎng)層細(xì)胞、合體滋養(yǎng)層細(xì)胞中也有表達(dá)［14］。此外，腫瘤組織中也經(jīng)常有大量的 CD133表達(dá)［15-16］，人腦膠質(zhì)瘤表達(dá) CD133的程度與其惡性程度有關(guān)［17-18］，在胃癌［19］、非小細(xì)胞肺癌［20］、神經(jīng)母細(xì)胞瘤［21］、前列腺癌、結(jié)腸癌、喉癌及肝癌中均有CD133表達(dá)。研究表明，CD133與腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)、腫瘤免疫逃逸、藥物耐受和放射治療抵抗均有關(guān)系，所以CD133有望成為腫瘤治療、診斷的新靶點(diǎn)［22］。

衛(wèi)旭東等［23］通過相關(guān)實(shí)驗表明，CD133在Hep-2細(xì)胞系中呈微量恒定表達(dá)，表達(dá)概率為(3．15±0．83)%［23］。免疫磁珠富集的 CD133陽性腫瘤細(xì)胞是與分選前周期分布相似且均勻的一類細(xì)胞;HE染色示細(xì)胞的形態(tài)也符合惡性腫瘤細(xì)胞的病理特征。體外成瘤試驗表明，CD133陽性腫瘤細(xì)胞較CD133陰性細(xì)胞、未分選細(xì)胞在重癥聯(lián)合免疫缺陷小鼠體內(nèi)具有很強(qiáng)的成瘤性。這表明，在喉癌Hep-2細(xì)胞系中，CD133陽性癌細(xì)胞具有強(qiáng)的體內(nèi)增殖能力，所以可以認(rèn)為CD133為喉癌腫瘤干細(xì)胞的標(biāo)志之一。

2．2 CD44于丹等［24］為了進(jìn)一步篩選喉癌干細(xì)胞的表面特異性標(biāo)志物，選取黏附分子家族透明質(zhì)酸受體類CD44分子作為候選標(biāo)志物，該分子參與腫瘤細(xì)胞的黏附、侵襲和轉(zhuǎn)移過程［25］，同時也是乳腺癌干細(xì)胞的表面標(biāo)志物之一［26］。實(shí)驗通過成功原代培養(yǎng)喉癌細(xì)胞，并將其分選為和兩個亞群，對比分析其在功能狀態(tài)、細(xì)胞周期、分化狀態(tài)、克隆形成能力等方面的差異，初步評價以CD44作為喉癌干細(xì)胞表面標(biāo)志物的可能性。實(shí)驗發(fā)現(xiàn)喉癌細(xì)胞中存在著異質(zhì)性的亞群和兩個亞群細(xì)胞在功能形態(tài)、增殖能力、細(xì)胞周期及克隆形成能力等方面都存在著差異。喉癌細(xì)胞中的腫瘤細(xì)胞具有干細(xì)胞的某些性質(zhì)，腫瘤干細(xì)胞可能存在于腫瘤細(xì)胞內(nèi)。Prince等［27］以頭頸鱗狀細(xì)胞癌(head and neck squamous cell cancer，HNSCC)為研究對象，發(fā)現(xiàn)Lin－HNSCC細(xì)胞致瘤性顯著強(qiáng)于Lin－HNSCC細(xì)胞。同時流式細(xì)胞術(shù)檢測33例HNSCC中表達(dá)，其表達(dá)率介于 0．10%～41．72%，其中 9例陽性表達(dá)在1%以下。Pries等［28］研究發(fā)現(xiàn)，CD44在HNSCC組織中表達(dá)個體差異性較大，而HNSCC細(xì)胞系中CD44穩(wěn)定陽性表達(dá)，且表達(dá)率均在90%以上。研究認(rèn)為細(xì)胞在維持HNSCC細(xì)胞系生長中發(fā)揮了重要作用，這群細(xì)胞活性高，在組織中可能介導(dǎo)HNSCC的復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移。所以認(rèn)為，CD44分子也可能作為喉癌腫瘤干細(xì)胞的表面標(biāo)志物之一。

3 結(jié)語

近年來，隨著人們對腫瘤干細(xì)胞研究的不斷深入，其研究方法也得到了不斷的擴(kuò)展。以干細(xì)胞為靶向治療惡性腫瘤已經(jīng)成為未來腫瘤治療的主流趨勢。喉癌干細(xì)胞表面標(biāo)志物的相關(guān)研究，為從干細(xì)胞水平來研究喉癌的形成和發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，有助于理解干細(xì)胞與喉癌發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系，從而為臨床診斷和治療提供新思路。除CD133和CD44外，可能還有其他一些喉癌干細(xì)胞表面標(biāo)志物參與共同表達(dá)，有待于進(jìn)一步研究。

［1］ Marioni G，Marchese-Ragona R，Cartei G，et al．Current opinion in diagnosis and treatment of laryngeal carcinoma［J］．Cancer Treat Rev，2006，32(7):504-515．

［2］ Weissman IL，Baltimor D．Disappearing stem cells，disappearing science［J］．Science，2001，292(5517):601．

［3］ Soltysova A，Altanerova V，Altaner C．Cancer stem cells［J］．Neoplasma，2005，52(6):435-440．

［4］ George AA，F(xiàn)ranklin J，Kerkof K，et al．Detection of leukemic cells in the CD34+CD38－bone marrow progenitor population in children with acute lymphob-lastic leukemia［J］．Blood，2001，97(12):3925-3930．

［5］ 莫敖，吳誠義．腫瘤干細(xì)胞與實(shí)體腫瘤［J］．中國普外基礎(chǔ)與臨床雜志，2007，14(5):612-614．

［6］ Sell S，Pierce GB．Maturation arrest of stem cell diferentiation is a common Pathway for the cellular origin of teratocarcinomas and epithelial cancer［J］．Ab Invest，1994，70(1):6-22．

［7］ Al-Hajj M，Wicha MS，Benito-Hernandez A，et al．Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells［J］．Proc Natl Acad Sci USA，2003，100(7):3983-3988．

［8］ Singh SK，Clarke ID，Terasak M，et al．Identification of a cancer stem cell in human brain tumors［J］．Cancer Res，2003，63(18):5821-5828．

［9］ Kim CF，Jackson EL，Woolfenden AE，et al．Identification of bronchio － alveolar stem cells in normal lung and lung cancer［J］．Cell，2005，121(6):823-835．

［10］ Collins AT，Berry PA，Hyde C，et al．Prospective identification of tumorigenic prostate cancer stem cells［J］．Cancer Res，2005，65(23):10946-10951．

［11］ 馬麗花，潘興華，蔡學(xué)敏．干細(xì)胞標(biāo)志物在免疫細(xì)胞化學(xué)中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀［J］．免疫學(xué)雜志，2011，27(2):178-184．

［12］ Sodian R，Schaefermeier P，Abegg Zips S，et al．Use of human umbilical cord blood-derived progenitor cells for tissue-engineered heart valves［J］．Ann Thorac Surg，2010，89(3):819-828．

［13］ Spee B，Carpino G，Schotanus BA，et al．Characterization of the liver progenitor cell niche in liver diseases:potential in-volvement of wnt and notch signalling［J］．Gut，2010，59(2):247-257．

［14］ Skóra J，Biegus J，Pupka A，et al．Molecular basics of angiogenesis［J］．Postepy Hig Med Dosw，2006，60:410-415．

［15］ Yoshii Y，F(xiàn)urukawa T，Kiyono Y，et al．Copper-64-diacetyl-bis(n4-methylthiosemicarbazone)accumulates in rich regions ofhighly tumorigenic cells in mouse colon carcinoma［J］．Nucl Med Biol，2010，37(4):395-404．

［16］ Liao Y，Hu X，Huang X，et al．Quantitative analyses of CD133expression facilitate researches on tumor stem cells［J］．Biol Pharm Bull，2010，33(5):738-742．

［17］ 許亮，丁鵬，蘭青，等．CD133基因表達(dá)與人腦膠質(zhì)瘤惡性程度相關(guān)性分析［J］．中國微侵襲神經(jīng)外科雜志，2008，13(3):128-131．

［18］ 王愛東，黃強(qiáng)，董軍，等．腦腫瘤干細(xì)胞體外分化過程中的回逆現(xiàn)象分析［J］．中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志，2007，6(9):872-877．

［19］ 唐畢鋒，馬立業(yè)，翟羽佳，等．腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物CD133在胃癌中的表達(dá)及其臨床意義［J］．臨床腫瘤學(xué)雜志，2008，13(6):495-498．

［20］ 魏益平，王梅，華平，等．腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物CD133在非小細(xì)胞肺癌中的表達(dá)及臨床意義［J］．中山大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)科學(xué)版，2008，29(3):312-316．

［21］ 童強(qiáng)松，鄭麗端，湯紹濤，等．干細(xì)胞標(biāo)志物CD133在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中的表達(dá)及其臨床意義［J］．中華小兒外科雜志，2007，28(12):620-623．

［22］ 孟祥姣，王秀問，馬道新．CD133在實(shí)體腫瘤干細(xì)胞研究中的作用［J］．中國腫瘤生物治療雜志，2008，15(2):185-188．

［23］ 衛(wèi)旭東，周梁，程磊，等．CD133與喉癌腫瘤干細(xì)胞的實(shí)驗研究［J］．中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志，2007，42(9):692-696

［24］ 于丹，金春順，趙胤，等．喉癌細(xì)胞的干細(xì)胞生物學(xué)特性初步研究［J］．中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志，2008，43(11):845-850．

［25］ 莫敖，吳城義．腫瘤干細(xì)胞與實(shí)體腫瘤［J］．中國普外基礎(chǔ)與臨床雜志，2007，14:612-614．

［26］ 楊翠霞，高峰．透明質(zhì)酸與其受體CD44在腫瘤研究中的意義［J］．腫瘤，2006，26(2):206-209．

［27］ Prince ME，Sivanandan R，Kaczorowski A，et al．Identification of a subpopulation of cells with cancer stem cell properties in head and neck squamous cell carcinoma［J］．Proc Natl Acad Sci U S A，2007，104(3):973-978．

［28］ Pries R，Witrkopf N，Trenkle T，et al．Potential stem cell marker CD44is constitutively expressed in permanent cell lines of head and neck cancer［J］．In Vivo，2008，22(1):89-92．