对肿瘤干细胞与干细胞的联系与区别的研究 .pdfVIP

肿瘤干细胞与干细胞的关系研究

摘要：干细胞被认为是一种未分化的细胞，具有永远增殖和自我更新能力。大量

研究证明，癌症中存在对化疗更具抵抗性的癌症干细胞。识别癌症干细胞和普

通癌症细胞之间的差异，可以发展更有效的癌症分类、诊断和治疗方法。

【关键字】肿瘤干细胞肿瘤干细胞

一、干细胞和肿瘤干细胞的定义

干细胞是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞，在一定条

件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞

(embryonicstemcell，ES细胞)和成体干细胞(somaticstemcell)。根据干

细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞(totipotentstemcell,TSC)、多能干细

胞（pluripotentstemcell）和单能干细胞（unipotentstemcell）。干细胞

(StemCell)是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人

体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。

肿瘤干细胞（tumorstemcell,TSC）是肿瘤中具有自我更新能力并能产生

异质性肿瘤细胞的细胞。这类细胞本身在肿瘤中所占的比例并不大，但对于肿瘤

的生长繁殖转移却发挥着极其重要的作用。传统学说认为，所有的肿瘤细胞都具

有无限增殖分化的能力，而实验证明大多数癌细胞并没有无限增殖分化的能力，

只有极其少数的癌细胞可以无限继续分化下去，即肿瘤中存在着类似于干细胞的

“领导者”——肿瘤干细胞。

二、干细胞和肿瘤干细胞的生物学联系

癌症干细胞的观点首先是基于癌症细胞和正常干细胞之间的相似性。癌症细

胞和正常干细胞均具有自我更新能力，不过干细胞自我更新能力是受高度的调

控，而癌症细胞则几乎不受调控，两种细胞也均能够分化，但干细胞能产生正常

的成熟细胞，而癌症细胞分化异常或不完全，如畸胎瘤可以产生各种类型的分化

细胞软骨和骨髓母细胞瘤通常含有神经元和胶质细胞样癌细胞。髓性白血病细胞

也可分化成几种血液细胞成分。所以，干细胞和癌症细胞均具有组织起源的能力。

只不过前者产生正常组织，而后者产生异常组织。

上述相似性也引出如下假说。正常干细胞的自我更新和癌症细胞的增殖可能

通过相似的机制，即同一个或多个调控通路进行调节。由于突变此通路出现调节

异常导致癌症发生，也提示正常干细胞的自我更新通路是肿瘤性增殖的启动点。

癌症是一种自我更新异常的疾病，近来的研究支持这种观点，因为已发现特异

的基因产物同时调节正常干细胞的自我更新和癌症干细胞的增殖。

如果癌症干细胞起源于导致干细胞自我更新通路调节异常的突变，那么，肿

瘤就起源于癌症干细胞的异常自我更新和分化。也就是说，一个肿瘤可以被看做

一个异常的器官，肿瘤起源细胞被认为是癌症干细胞，其进行了异常的调节失衡

的器官形成过程，类似于正常干细胞一样。

（一）与成熟体细胞相比，SC具有如下特性：

1、始终保持未分化或低分化状态，细胞表面分化标记少

2、干细胞在机体的数量、位置相对恒定

3、具有自我更新、增殖能力和多向分化的潜能

4、干细胞分裂的慢周期与DNA永生化链学说

5、迁移和归巢能力

6、高活性的端粒酶

7、具有SP细胞的性质

8、干细胞的低免疫原性

9、分泌生物活性因子及免疫调节作用

10、干细胞微龛

（二）TSC的生物学特性

1、始终保持低分化状态，细胞表面分化标记少，与干细胞相似的分子标记。

2、具有自我更新、增殖能力和多向分化的潜能

3、具有与正常干细胞相似的归巢和迁徙途径

4、具有与正常干细胞相似的信号传导通路：Wnt/β－ｃａｔｅｎｉｎ信号途径

5、高活性的端粒酶和强大的DNA修复能力

6、具有SP细胞的性质，为肿瘤耐药、耐放疗、耐化疗的原因之一

7、低表达表面抗原，分泌细胞因子规避免疫系统的攻击

8、存在肿瘤干细胞微龛

（三）SC和TSC的区别

肿瘤干细胞与正常干细胞有着惊人的相似之处。其不同之处在于：

1、正常干细胞的激活受到机体的灵活调控，可因机体的需要而激活，因此

可在某一段时间内连续分裂，无限增殖，也可在较长的时间内处于相对静止状态，

受到反馈调节作用，使得增殖与分化处于平衡状态，干细胞数目受到限制，平稳

有序地进行自我更新；而肿瘤干细胞因某种原因使得这种调控机制失效，使得肿

瘤干细胞得以永生化，毫无约束和控制的疯狂增殖和分化。

2、在适合的发育环境下，正常干细胞会循规有