白血病干細(xì)胞研究進(jìn)展

余昕航 黨艷輝

(吉化集團(tuán)公司總醫(yī)院放化療科，吉林 吉林 132022)

白血病干細(xì)胞(LSC)是白血病細(xì)胞中極少數(shù)可以在體外廣泛增殖的一群細(xì)胞，不但可以自我更新還具有一定的分化潛能，不但有正常干細(xì)胞的特征，而且還有一些與正常干細(xì)胞相同的細(xì)胞標(biāo)記蛋白。

1 LSC存在的證據(jù)

長(zhǎng)久以來，人們認(rèn)為白血病細(xì)胞是一個(gè)異質(zhì)性的細(xì)胞群，其中包括一小部分未進(jìn)入細(xì)胞周期的處于靜止?fàn)顟B(tài)的細(xì)胞。Miyamoto等〔1〕在急性髓系白血病(AML)的研究中發(fā)現(xiàn)患者遺傳學(xué)異常有染色體的易位，并揭示這種易位始于干細(xì)胞。Bonnet等〔2〕發(fā)現(xiàn)這類細(xì)胞并不帶有成熟細(xì)胞的標(biāo)志物，而是屬于CD34+CD38－群體。AML的不同亞型中均有CD4+CD38－組，把不同亞型的腫瘤細(xì)胞引入非肥胖糖尿病/嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷(NOD/SCID)小鼠體內(nèi)又生成與起最初分離的AML亞型相同的白血病。AML病情緩解期患者體內(nèi)的造血干細(xì)胞仍能合成AMLRETO融合蛋白，但AML不復(fù)發(fā)，體外培養(yǎng)這些干細(xì)胞分化正常，其表面標(biāo)記為CD34+CD38－Thy－，與AML白血病細(xì)胞的CD34+CD38－Thy+不同。提示LSC具有與正常干細(xì)胞一樣的表面標(biāo)記，白血病的發(fā)生與維持都依賴于它〔3〕。Bonnet等〔2〕的NOD/SCID鼠移植模型，流式細(xì)胞等實(shí)驗(yàn)技術(shù)均在AML(除M3)、急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)和慢性髓細(xì)胞白血病(CML)中成功的證明了LSC的存在。

2 LSC的來源

目前比較公認(rèn)的有三種假說:

2.1 正常肝呈狀細(xì)胞(HSC)轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)SC 有學(xué)者推測(cè)，LSC是HSC累計(jì)突變的產(chǎn)物。LSC有可能源于最原始的造血干細(xì)胞，它更易于惡性生長(zhǎng)，自我更新和無限增殖。Passegue等〔4〕發(fā)現(xiàn)激活蛋白(AP-1)轉(zhuǎn)錄因子(JUNB)的遺傳失活能導(dǎo)致骨髓增生，只有HSC中的JUNB失活，鼠才能產(chǎn)生CML，進(jìn)一步證明白血病原癌基因可以誘導(dǎo)HSC致病。

2.2 定向祖細(xì)胞轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)SC Passegue等〔5〕發(fā)現(xiàn)，從CML急變患者分離純化的粒/巨噬祖細(xì)胞(GMP)體外具有自我更新能力。Guzman等〔6〕同樣在觀察小鼠AML模型中用編碼MLLENL易位的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體轉(zhuǎn)化分離純化的普通骨髓祖細(xì)胞(CMP)或者GMP而引起AML。上述兩組研究是否均提示那些短壽的祖細(xì)胞在突變后可重新獲得自我更新的潛能，轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)SC。

2.3 成熟白血病細(xì)胞去分化 這種假說認(rèn)為相對(duì)分化成熟的白血病細(xì)胞可以去分化，重新獲得LSC的能力〔7〕。干細(xì)胞早期發(fā)病機(jī)制因來源細(xì)胞不同而不同，來源不同的LSC有著完全不同的生物學(xué)特性。如果HSC和祖細(xì)胞均可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)SC，那么這兩種轉(zhuǎn)化可能是通過完全不同的兩種途徑:由于祖細(xì)胞沒有顯著的自我更新的潛能，則干細(xì)胞最初的突變可能主要是提高或者獲得自我更新的能力;而HSC具有自我更新的能力，則它的突變主要是在細(xì)胞分化、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞凋亡中發(fā)生。此外LSC源于HSC還是祖細(xì)胞也與白血病發(fā)病模型相關(guān)。人們對(duì)髓細(xì)胞胞白血病(ML)的特異突變的研究已經(jīng)確定了不同類型的突變，為特定突變與其他突變?nèi)绾蜗嗷プ饔靡鸢籽〉於死碚摶A(chǔ)。然而干細(xì)胞或祖細(xì)胞不同突變之間相互的影響(有沒有，如何影響)、其他如細(xì)胞在生長(zhǎng)、分化、凋亡和細(xì)胞信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)中的變化還有待于進(jìn)一步研究。

3 LSC的特點(diǎn)

人們利用研究正常造血干細(xì)胞的方法，對(duì)LSC的特征有了一定的發(fā)現(xiàn)，先已確定了LSC的一些免疫表型:如CD34、CD38、CD71、HLADR－、CD117、CD123+等，后三種抗原 CD90、CD117、CD123+的表達(dá)可以將正常干細(xì)胞與AML干細(xì)胞區(qū)分開;而CD34和 CD38則是CML干細(xì)胞的主要標(biāo)志〔8〕。Holyoake等〔8〕通過對(duì)細(xì)胞周期的研究發(fā)現(xiàn)AML和CML的干細(xì)胞都包含靜止期的細(xì)胞群且大多數(shù)處于G0期，這是LSC的另一個(gè)特征，即處于相對(duì)靜止期，這可能是白血病對(duì)臨床常規(guī)細(xì)胞周期特異性化療藥物不敏感而伏法和耐藥的主要原因。此外，LSC還可以表達(dá)ATP結(jié)合盒(ABC)，它是一種運(yùn)載蛋白，可以通過水解ATP獲得能量，逆濃度梯度將化療藥物運(yùn)出腫瘤細(xì)胞外。Zhou等〔9〕的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)，他們?cè)谛∈竽Ｐ椭星贸鼳BC編碼的基因ABCB1、ABCC1和ABCG2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)化療藥物的敏感性增加。

此外，Konopleva等〔10〕研究發(fā)現(xiàn)抗調(diào)亡基因 BCL-X(10)和BCL-2在處于靜止期的CD34+CD38－的白血病細(xì)胞中過度表達(dá)，減低白血病細(xì)胞BCL-2和BCL-XL的表達(dá)可以增加這群細(xì)胞對(duì)阿糖胞苷的敏感性，實(shí)驗(yàn)提示LSC表達(dá)了較高水平的抗凋亡因子，具有較強(qiáng)的DNA修復(fù)功能，可耐受凋亡刺激。

4 LSC的治療前景

目前白血病的治療仍以化療為主，隨著靶細(xì)胞的治療研究及臨床新藥應(yīng)用的進(jìn)展，白血病全身化療的緩解率有了很大的提高，但復(fù)發(fā)和多耐藥(MDR)的問題仍困擾著我們。LSC的發(fā)現(xiàn)和理解使AML和CML的臨床治療有了新的方向。

4.1 抑制運(yùn)載蛋白的活性，使其減少或不能水解ATP，防止化療藥物排出腫瘤細(xì)胞，從而避免LSC耐藥 有趣的是臨床上已有的幾種能抑制ABCB1運(yùn)轉(zhuǎn)的藥物如環(huán)孢素和PSC833等，當(dāng)它們聯(lián)合細(xì)胞毒藥物治療時(shí)，結(jié)果并不理想〔11〕;而 Ludwig等〔12〕發(fā)現(xiàn)NSC73306可以利用P糖蛋白(P-gp)的功能殺滅先天性或獲得性P-gp誘導(dǎo)的MDR細(xì)胞，從而消除對(duì)MDR基因(MDR1)底物的耐藥。

4.2 針對(duì)LSC特異的抗體治療

4.2.1 分子通路 研究發(fā)現(xiàn)核轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB)是Flt3的下游分子，在LSC中處于持續(xù)活化狀態(tài)，具有促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的作用，但在正常HSC不被活化〔13〕。利用NF-κB抑制劑銀膠菊內(nèi)酯可誘導(dǎo)AML和CML的LSC發(fā)揮細(xì)胞毒作用，同時(shí)還增加LSC對(duì)蒽環(huán)類藥物的敏感性〔14〕。分子水平上探索LSC如何發(fā)生發(fā)展，并找到信號(hào)控制的開關(guān)，將是白血病治療領(lǐng)域的一個(gè)突破，但還有待于進(jìn)一步研究。

4.2.2 LSC表面分子 利用單克隆抗體、細(xì)胞因子與毒素融合技術(shù)針對(duì)LSC特異的表面抗原在LSC治療領(lǐng)域上將有著廣泛的前景。Aniruddha等〔15〕研究表明在人類CD45RA(B220)和免疫球蛋白重鏈重排(IGDH-JH)是CALM/AF10-陽性的AML區(qū)別于正常HSC的一個(gè)標(biāo)志，并且可以被特異的抗體攻擊。不過近年來有學(xué)者認(rèn)為L(zhǎng)SC是動(dòng)態(tài)變化的，針對(duì)LSC功能的治療可能更合適〔13〕。

4.3 誘導(dǎo)LSC特異性免疫 小分子LSC組織相容性抗體特異性T細(xì)胞克隆的研究提示異基因干細(xì)胞移植后繼發(fā)的移植物抗白血病效應(yīng)可能定向殺傷受者的LSC。但麻煩的是它不能明確LSC和HSC卻可重建患者必須的造血功能〔16〕。

4.4 LSC細(xì)胞周期的調(diào)控 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn) Wnt-β-Cateni途徑，Notch和SHH信號(hào)途徑、轉(zhuǎn)錄因子HOX家族以及PCGF4和其他Polycomb基因的產(chǎn)物等參與了LSC的自我更新和分子調(diào)控。但這些途徑之間、各因子之間的相互關(guān)聯(lián)情況尚有待于進(jìn)一步研究，找到調(diào)控的關(guān)鍵因子進(jìn)而調(diào)節(jié)LSC細(xì)胞周期保持LSC冬眠狀態(tài)或誘導(dǎo)LSC由G0期到S1期，從而延長(zhǎng)白血病無復(fù)發(fā)生存〔13〕。

4.5 LSC的未來 短短的十幾年，LSC的相關(guān)研究突飛猛進(jìn)。但仍有很多問題:如LSC是由哪種類型的干細(xì)胞或祖細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來的，它們轉(zhuǎn)化的調(diào)控位點(diǎn)在哪里，在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中，哪些信號(hào)控制它們的生長(zhǎng)、分化、生存、凋亡，各信號(hào)之間存在怎樣的聯(lián)系，哪些因子對(duì)LSC是真正特異的，LSC對(duì)不同治療的反應(yīng)，怎樣做可以特異的誘導(dǎo)LSC凋亡而不影響正常的HSC，這些問題的解決不但是血液病方面的一個(gè)飛躍，對(duì)腫瘤學(xué)的發(fā)展也具有重要的指導(dǎo)意義。

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