人的血液有兩種成分,,即血漿和血細胞,。血細胞是由造血干細胞(HSC)逐步分化而來。HSC先分化成為造血祖細胞(HPC),,HPC再進一步分化為成熟的血細胞,。HSC還有一種自我更新的能力,即HSC由一個細胞分裂成兩個子代細胞時,至少其中一個子代細胞與親代細胞具有完全相同的功能,。這樣才不至于使體內(nèi)的HSC耗竭,。
白血病是造血干/祖細胞轉(zhuǎn)化并無限制增殖的疾病。但在白血病細胞中,,各個細胞的增殖能力不同,。有的完全不能增殖,有的增殖能力有限,,有的則如同正常造血干細胞一樣,,不但增殖能力強,而且還有自我更新的能力,。這部分白血病細胞就是白血病干細胞,。
近年來已經(jīng)成功分離了白血病干細胞,對其特征進行了一些研究,,為今后探索白血病新的治療方法提供了基礎?,F(xiàn)主要以急性髓性白血病(AML)為例,,簡單介紹白血病干細胞,。
發(fā)現(xiàn)LSC的關(guān)鍵人物
加拿大多倫多大學的JohnDick教授是研究白血病干細胞真正的開路先鋒,他在1994年發(fā)現(xiàn)具有CD34+CD38-表型特征的細胞能夠在裸鼠體內(nèi)建立人AML模型,,而CD34-和CD34+CD38+細胞則不能,。1997年,他又發(fā)現(xiàn)AML細胞有著與正常造血細胞類似的等級組織結(jié)構(gòu),。從此,,奠定了他在白血病干細胞領(lǐng)域的地位。1999年的美國血液學年會上,,JohnDick做了關(guān)于白血病干細胞的專題演講,。此后,白血病干細胞的概念逐漸被接受,,形成了血液界的一個研究熱點,。這一概念才逐漸被接受,,并進一步擴大到實體瘤領(lǐng)域,,像乳腺癌、膠質(zhì)瘤等,。
白血病干細胞領(lǐng)域的另一個重量級人物是IrvingWeissman,。在正常HSC的研究上,他比JohnDick早,,在整個干細胞領(lǐng)域的地位也遠比JohnDick高,。他的工作證實了JohnDick在慢性髓性白血病干細胞方面的觀點,他近年來也開始涉足急性白血病干細胞領(lǐng)域。但在白血病干細胞這一塊兒地盤上,,領(lǐng)軍人物非JohnDick莫屬,。
AML來自于HSC
LSC是從HSC來的,還是從已經(jīng)有一定分化程度的HPC來的,?這個問題尚有爭議,。爭議不僅僅是因為LSC研究剛剛起步,確有很多問題還沒有搞清,。另外一個原因可能是不同白血病類型,,LSC的起源細胞也不同。比如慢性髓性白血病bcr-abl融合基因存在于粒細胞,,紅細胞的祖細胞及B細胞甚至T細胞也發(fā)現(xiàn)有這一融合基因,。
這提示最初的bcr與abl基因的融合發(fā)生在HSC。目前,,絕大多數(shù)人認為正常HSC存在于CD34+CD38-細胞中,。從AML-M1、M2,、M4,、M5亞型中分離出來的CD34+CD38+細胞,在NOD/SCID小鼠體內(nèi)能夠移植活,,使之具有白血病表現(xiàn),,其中表達人CD45的細胞具有與供者白血病細胞相似的表型。
因此,,可以認為M1,、M2、M4,、M5型AML來自HSC,。據(jù)信M3來自CD34-CD38+細胞。但目前尚未分離出M3的LSC,。
LSC的起源細胞與LSC這兩個概念,,非常容易被誤解,把兩者混為一體,。所以,,要強調(diào)的是,LSC起源細胞與LSC是兩碼事,,LSC起源細胞是LSC對應的正常細胞,,LSC是由對應的某個細胞發(fā)育階段正常細胞轉(zhuǎn)化而來。這個細胞被轉(zhuǎn)化后,,獲得白血病細胞和干細胞的特征,,比如染色體異常,、無限增殖能力和自我更新能力,這就是LSC,。
如何分析LSC
LSC分析包括兩個層面,,即干細胞特性和是否具有白血病特征。干細胞特性也就是產(chǎn)生子代細胞并自我更新的能力,。以甲基纖維素為支持物的集落形成分析,,是用來評價LSC在體外產(chǎn)生子代細胞能力的方法。與基質(zhì)細胞的共培養(yǎng)不僅能夠觀察到LSC產(chǎn)生子代細胞,,還能夠觀察到它的自我更新,。正常HSC與基質(zhì)細胞共培養(yǎng)兩周后,在相差顯微鏡下就可以觀察到干細胞在基質(zhì)細胞下面形成的鵝卵石區(qū),,而分化后的細胞浮在基質(zhì)細胞的上面,。LSC也是這樣。因此,,這些細胞稱作鵝卵石形成細胞,。共培養(yǎng)一般需要5~6周,結(jié)束后還可以收集CFC,,做CFU分析,。取不同數(shù)量的LSC做共培養(yǎng),可以計算LSC的頻率,。體內(nèi)的分析方法同體外的共培養(yǎng)一樣能說明LSC的兩個特性,。體內(nèi)的方法就是把分離出來的細胞注射到NOD/SCID小鼠體內(nèi),在不同時段取血或骨髓,,分析其中有沒有病人來源的細胞,。最方便的方法是用流式細胞儀看人CD45陽性細胞。還可以通過二次移植,,再進一步地證實LSC的特性,。即把接受一次移植NOD/SCID小鼠體內(nèi)的人白血病細胞取出來,注射到另一只從未接受移植的NOD/SCID小鼠體內(nèi),,看能不能發(fā)生白血病,。結(jié)果已經(jīng)證實,CD34+CD38-白血病細胞確能在NOD/SCID小鼠體內(nèi)存活,、增殖,,導致白血病。