胃癌干細(xì)胞表面標(biāo)志物的研究進(jìn)展

侯杰 楊鏞

昆明醫(yī)學(xué)院第四附屬醫(yī)院云南省血管外科中心基礎(chǔ)研究室，云南 昆明 650021

近年來(lái)，隨著對(duì)腫瘤發(fā)生機(jī)制研究的不斷深入，越來(lái)越多的研究支持腫瘤是一種干細(xì)胞疾病的理論，即腫瘤干細(xì)胞理論。這種理論為腫瘤干細(xì)胞是腫瘤細(xì)胞中一小部分具有干細(xì)胞性質(zhì)的細(xì)胞群體，具有自我更新、無(wú)限增殖能力和不定向分化潛能，是形成不同分化程度的腫瘤細(xì)胞以及腫瘤不斷擴(kuò)展的源泉［1］。筆者就胃癌腫瘤干細(xì)胞的提取分離、各種表面標(biāo)記物在胃癌腫瘤干細(xì)胞、癌前病變中的表達(dá)、以及各種表面標(biāo)記物與胃癌復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移及治療間的關(guān)系進(jìn)行綜述。

1 腫瘤干細(xì)胞的提取、分離

2003 年，Clarke［1，2］等首次利用流式細(xì)胞儀從乳腺癌中分離培養(yǎng)出表達(dá)CD44+(黏附分子)、B38-1(乳腺/卵巢特異性標(biāo)記)和ESA(上皮細(xì)胞特異性抗原)的腫瘤干細(xì)胞。目前國(guó)內(nèi)外選用的分離、篩選腫瘤干細(xì)胞的技術(shù)主要有熒光活化細(xì)胞分選術(shù) (fluorescence activcited cell sorting，F(xiàn)ACS，也稱(chēng)流式細(xì)胞術(shù))和磁性活化細(xì)胞分選術(shù) (magnetic activated cell sorting，MACS)。

1.1 流式細(xì)胞術(shù) 流式細(xì)胞分選系統(tǒng)是較常用的分離腫瘤干細(xì)胞的方法，它能夠一次性進(jìn)行多標(biāo)志分選，而且能夠選擇熒光強(qiáng)度大的腫瘤細(xì)胞，分選純度高，特異性強(qiáng)，但需要具備有分選功能的流式細(xì)胞儀，并且無(wú)菌操作過(guò)程相對(duì)繁瑣［3］。

1.2 磁性活化細(xì)胞分選術(shù) 磁性活化細(xì)胞分選的原理是利用未標(biāo)記的CD抗原等蛋白的單克隆抗體作為第一抗體與單細(xì)胞懸液孵育后，再用免疫磁珠 (micro-beads)標(biāo)記的第二抗體結(jié)合，這種特異性一抗、二抗標(biāo)記的細(xì)胞懸液流過(guò)特制的永久磁鐵的磁場(chǎng)時(shí)，可吸附在磁式分選柱內(nèi)，再將磁式分選柱移開(kāi)磁場(chǎng)從柱內(nèi)洗脫、收集干細(xì)胞。磁性活化細(xì)胞分選術(shù)需要的設(shè)備簡(jiǎn)單，能夠在超凈臺(tái)中操作，但進(jìn)行多標(biāo)志分選時(shí)需要分步進(jìn)行。

2 目前發(fā)現(xiàn)的表面標(biāo)志物在胃癌腫瘤干細(xì)胞中的表達(dá)

2.1 CD44與胃癌干細(xì)胞的關(guān)系 胃癌干細(xì)胞的標(biāo)志物的研究起步較晚，目前集中在CD44+、CD24+、CD133+以及上皮細(xì)胞粘附分子 (Epithelial cell adhesion molecule，Ep-CAM)等方面。2003 年，Clarke［1，2］等首次利用流式細(xì)胞儀從乳腺癌中分離培養(yǎng)出表達(dá)CD44+(黏附分子)、B38-1(乳腺/卵巢特異性標(biāo)記)和ESA(上皮細(xì)胞特異性抗原)的干細(xì)胞，他們將這種含CD44+的細(xì)胞注入正常小鼠體內(nèi)，18周后在該小鼠內(nèi)發(fā)現(xiàn)了含CD44+的腫瘤細(xì)胞球，以此證明了CD44+是乳腺癌干細(xì)胞內(nèi)的一個(gè)表面標(biāo)記物。此后發(fā)現(xiàn)CD44分為CD44+和CD44-并高水平表達(dá)在各種癌癥干細(xì)胞中。2009年Takaishi等［3］分離出了具有干細(xì)胞特性細(xì)胞群——CD44+細(xì)胞，并證實(shí)了其在胃癌干細(xì)胞中存在?，F(xiàn)今有研究表明胃癌的耐藥性及放療抗性的關(guān)鍵在于CD44+胃癌細(xì)胞，但其中的機(jī)制尚未研究清楚僅是有實(shí)驗(yàn)證實(shí)在對(duì)胃癌細(xì)胞進(jìn)行放、化療時(shí)，CD44-胃癌細(xì)胞可被大量殺死，而CD44+胃癌細(xì)胞則僅有少部分可被殺滅［4］，以此推測(cè) CD44+可能為胃癌耐藥性的一個(gè)研究重點(diǎn)。CD44+是目前證實(shí)的一個(gè)較為經(jīng)典的腫瘤干細(xì)胞表面標(biāo)志物，其在多種癌癥的干細(xì)胞中均高水平表達(dá)，但對(duì)鑒定某一個(gè)癌癥干細(xì)胞缺乏特異性。

2.2 CD133與胃癌腫瘤干細(xì)胞間的關(guān)系 CD133是一種跨膜糖蛋白，屬于prominin家族成員之一，其相應(yīng)基因位于4號(hào)染色體上 (4p15)，包含37個(gè)外顯子.大小約152kb，由865個(gè)氨基酸組成，相對(duì)分子量為117000。最早是由Singh［5］從神經(jīng)節(jié)膠質(zhì)瘤及星形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中分離出來(lái)。CD133與CD44一樣可分為CD133+和CD133-，Ricci-Vitiani等將極少量CD133+結(jié)腸癌細(xì)胞和CD133-結(jié)腸癌細(xì)胞同時(shí)注入一批小鼠體內(nèi)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CD133+細(xì)胞組僅需要1×103個(gè)就可使小鼠內(nèi)形成腫瘤球，而CD133-細(xì)胞組注入2.5×105個(gè)細(xì)胞僅能在一只小鼠體內(nèi)形成腫瘤球，由此認(rèn)為CD133+為大腸癌干細(xì)胞的一種特異性表面標(biāo)志物。但此后陸續(xù)有研究證實(shí) CD133+也可在胃癌［6］、肝癌［7］、結(jié)腸癌［8-9］、胰腺癌［10-11］、前列腺癌［12-13］、乳腺癌［14］、喉癌［15］、腎癌［16］、黑色素瘤［17］中表達(dá)。據(jù)此可推測(cè) CD133+并非某個(gè)腫瘤的特異性表面標(biāo)志物。近期有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，CD133在正常胃黏膜組織中陰性表達(dá)或僅有極少量表達(dá)而在胃癌組織中卻可高水平表達(dá)，據(jù)此筆者推測(cè)CD133可能與胃癌的發(fā)生有較大相關(guān)性，但目前胃癌干細(xì)胞的研究相對(duì)滯后，其中的具體機(jī)制尚未有統(tǒng)一的觀點(diǎn)。

2.3 ABCG2(MDR1和BCPR1)在胃癌干細(xì)胞中的表達(dá) 目前腫瘤干細(xì)胞研究中常常會(huì)用到側(cè)群細(xì)胞即SP細(xì)胞，其具有與干細(xì)胞類(lèi)似的特性，且SP細(xì)胞有較高的化療耐藥性和體內(nèi)致瘤能力。ABCG2(MDR1和BCPR1)是在SP細(xì)胞中高表達(dá)的一種跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，2009年Fukuda等［18］利用SP細(xì)胞分選法在胃癌組織中分離出具有干細(xì)胞特性的SP細(xì)胞，并用免疫組化的方法成功的標(biāo)記出了高表達(dá)的ABCG2，同時(shí)用流式分選法，分選出了此種細(xì)胞同時(shí)大量含有CD44+、CD133+，由此我們可以大膽推測(cè) ABCG2(MDR1和CPR1)也可以作為一種新型的胃癌腫瘤標(biāo)志物。它不僅可以對(duì)胃癌干細(xì)胞的鑒定起一定作用，而且由于它在SP側(cè)群細(xì)胞中的表達(dá)使其在胃癌的治療和耐藥性方面也可能存在一定的研究?jī)r(jià)值。

2.4 Musashi-1與胃癌腫瘤干細(xì)胞 近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)Musashi-1是與果蠅同源的一種RNA結(jié)合蛋白，可選擇性表達(dá)于人和小鼠的神經(jīng)祖細(xì)胞，包括神經(jīng)干細(xì)胞中，并在神經(jīng)干細(xì)胞的不對(duì)稱(chēng)分裂中起著重要的作用［2］。隨著研究的不斷深入，有研究發(fā)現(xiàn)Musashi-1也存在于神經(jīng)以外的組織中，Akasakaetal和 Murata研究發(fā)現(xiàn)［3-5］Musashi-1不僅在雞、小鼠、大鼠胃內(nèi)存在，而且在人的胃竇部以及胃體部均發(fā)現(xiàn)了Musashi-1的蹤影。近期Wang et.al.［19］用免疫組化的方法，成功在胃癌病人的胃竇部發(fā)現(xiàn)了增殖細(xì)胞核抗原 (PCNA)陽(yáng)性細(xì)胞，并在該區(qū)域內(nèi)檢測(cè)出Musashi-1的高表達(dá)，為證明Musashi-1存在于胃癌病人胃竇部提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。據(jù)國(guó)外報(bào)道［2，21，22］Musashi-1的表達(dá)與胃增殖活性呈正相關(guān)，而胃癌本身即是一個(gè)擁有無(wú)限增殖能力的細(xì)胞集團(tuán)，其中的無(wú)限增殖能力被認(rèn)為是腫瘤干細(xì)胞所賦予的，據(jù)此我們可以大膽推測(cè)Musashi-1在腫瘤干細(xì)胞中也可能是高水平表達(dá)的。Musashi-1作為一種新發(fā)現(xiàn)的胃癌腫瘤標(biāo)志物，可以在胃癌干細(xì)胞的鑒定方面提供一項(xiàng)新的有力證據(jù)。

3 胃癌干細(xì)胞的標(biāo)志物在胃癌治療中的作用

胃癌是一種常見(jiàn)的消化道惡性腫瘤，目前最主要的治療方式是手術(shù)和化療藥物以及放射線(xiàn)局部照射治療。但由于胃癌早期癥狀不甚明顯，導(dǎo)致多數(shù)病人前來(lái)就診時(shí)已失去了手術(shù)的最佳時(shí)期，而此時(shí)采用化療或放療時(shí)往往效果也難以達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。有學(xué)者認(rèn)為癌癥的耐藥性或放療抵抗性或許與癌癥細(xì)胞中的某一種基因或細(xì)胞有直接關(guān)系。Ishimoto［19-20］等用隨機(jī)對(duì)照的方法證實(shí)含CD44+的胃癌細(xì)胞在進(jìn)行抗腫瘤藥物 (氟尿嘧啶和依托泊苷)和放射處理后仍可大量存活，而不含CD44+的胃癌細(xì)胞用同樣的方法處理后大部分死亡，以此推論胃癌的放化療抗性可能與這些含表面標(biāo)志物的腫瘤干細(xì)胞有一定相關(guān)性，但具體機(jī)制尚未闡明。由此我們可以大膽推論胃癌未來(lái)的治療重點(diǎn)或許可以放在在對(duì)這些胃癌干細(xì)胞的殺滅上，在殺滅腫瘤細(xì)胞的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性的殺滅這些含特殊表面標(biāo)志物的腫瘤細(xì)胞。

4 小結(jié)與展望

隨著對(duì)胃癌干腫瘤的不斷深入研究，發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多的表面標(biāo)記物，將為研究胃癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、治療及耐藥性都帶來(lái)一定的幫助。但盡管目前發(fā)現(xiàn)的有一定相關(guān)性的表面標(biāo)記物多達(dá)十幾種之多，卻仍沒(méi)有一種讓人信服的、特異性相對(duì)較高的表面標(biāo)記物，這個(gè)問(wèn)題嚴(yán)重制約了胃癌干細(xì)胞的分離純化及靶向治療，阻礙了胃癌干細(xì)胞的更進(jìn)一步深入研究。未來(lái)或許可以根據(jù)干細(xì)胞增殖分化的特性，通過(guò)研究其中的信號(hào)通路或信號(hào)分子找出相關(guān)分子，與已經(jīng)找出來(lái)的表面標(biāo)志物作對(duì)照反向推導(dǎo)出特異性的表面標(biāo)記物。總之，胃癌干細(xì)胞表面標(biāo)志物的研究對(duì)確定胃癌干細(xì)胞的早期診斷及治療提供了新的思路。

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