生物谷報(bào)道；來自德國慕尼黑大學(xué)（全稱路德維希馬克西米利安慕尼黑大學(xué),，Ludwig Maximilians University）,，環(huán)境與健康Helmholtz研究中心（Helmholtz Center for Environment and Health），哥德大學(xué)（Goethe University）的研究人員發(fā)現(xiàn)胰腺癌的一個(gè)特殊癌癥干細(xì)胞組群調(diào)控著腫瘤轉(zhuǎn)移,，并支持腫瘤對(duì)于化療的抗性,。這一研究成果公布在昨天出版的《細(xì)胞》雜志子刊Cell Stem Cell上。
杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的Jeremy Rich 認(rèn)為,，“這證實(shí)了許多人談?wù)摰挠嘘P(guān)癌癥干細(xì)胞是腫瘤轉(zhuǎn)移來源的假說,。”
早在150年前，密西根州大學(xué)癌癥中心就已經(jīng)假設(shè),，癌癥可能是來自于干細(xì)胞,。因?yàn)閺哪[瘤發(fā)生的條件來看，干細(xì)胞的確是癌變基因的理想萌生處和持久的載體,。首先腫瘤發(fā)生在某個(gè)細(xì)胞上需要這個(gè)細(xì)胞具有不斷分裂的能力,而且該細(xì)胞的基因突變不會(huì)因?yàn)榻M織更新而丟失,；其次，發(fā)生基因突變的腫瘤細(xì)胞必須能保持在體內(nèi),，這樣看來,，高度分化的組織特異性細(xì)胞不會(huì)是腫瘤的始作俑者，因?yàn)樗鼈兘K究會(huì)走向凋亡,，而具有長久活力的干細(xì)胞很可能是腫瘤發(fā)生的元兇,。
多倫多大學(xué)的約翰迪克和同事們1997年率先在白血病中找到癌癥干細(xì)胞。2003年,，斯坦福大學(xué)的邁克爾克拉克博士發(fā)現(xiàn)可以用細(xì)胞表面的標(biāo)記蛋白將腫瘤細(xì)胞分成兩類,，將兩類蛋白分別注入老鼠的乳腺中，第一類腫瘤細(xì)胞（有標(biāo)記蛋白）雖然只占整個(gè)細(xì)胞數(shù)量的極小部分,，但卻能引起腫瘤發(fā)生,，第二類腫瘤細(xì)胞占整個(gè)細(xì)胞的絕大多數(shù),，卻不能引起腫瘤發(fā)生,。繼續(xù)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),，可以發(fā)現(xiàn)有蛋白標(biāo)記的第一類腫瘤細(xì)胞在每一代都可以引起新的腫瘤發(fā)生。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),，這些細(xì)胞類似于成體干細(xì)胞,，有著分裂增殖，自我更新,，以及分化成其他細(xì)胞的能力,，因此被命名為腫瘤干細(xì)胞。2004年,，多倫多大學(xué)的彼得德克斯博士在人類腦腫瘤中找到與干細(xì)胞相似的細(xì)胞,。2005年佛羅里達(dá)大學(xué)的帕克吉布斯博士也表示在骨癌中發(fā)現(xiàn)類似干細(xì)胞的細(xì)胞。
如果這種假說正確的話,，這個(gè)設(shè)想很好地解釋了為什么病人在接受抗癌藥物治療后在幾乎完全痊愈的情況下還會(huì)復(fù)發(fā),。這種觀點(diǎn)同時(shí)為科學(xué)家們指出了一種全新的開發(fā)抗癌藥物的方法：選擇那些能夠殺死癌癥干細(xì)胞的藥物，而不是目前使用的殺死癌細(xì)胞或縮小腫塊的藥物,。
雖然已經(jīng)有許多科學(xué)家們提出了癌癥干細(xì)胞能誘導(dǎo)腫瘤形成,，對(duì)常規(guī)治療產(chǎn)生抗性，但是有關(guān)癌癥形成的一個(gè)重要特征：腫瘤轉(zhuǎn)移并沒有提出確實(shí)的證據(jù),。
在這篇文章中,，研究人員利用原代人類腫瘤和永生化細(xì)胞系識(shí)別出了一小群類似于干細(xì)胞的腫瘤細(xì)胞，這些細(xì)胞不同于其它腫瘤細(xì)胞——它們可以自我更新,。將CD133做上標(biāo)記,，研究人員發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞也會(huì)對(duì)常規(guī)的化療產(chǎn)生抗性，這為這一疾病導(dǎo)致生存希望渺茫的原因提出了一種可能的解釋,。
接著研究人員發(fā)現(xiàn)了CD133+細(xì)胞的一個(gè)亞組,，這些細(xì)胞在腫瘤與健康組織分界處也會(huì)表達(dá)趨化因子受體CXCR4，當(dāng)研究人員將這些細(xì)胞注射入小鼠中時(shí),，小鼠會(huì)形成原代腫瘤,，發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移，但是當(dāng)利用CXCR4抗體進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)（preincubated）或者消耗完CXCR4+細(xì)胞的時(shí)候,，小鼠就會(huì)保持致瘤癌性,，而喪失了腫瘤轉(zhuǎn)移的能力。
文章作者Patrick Hermann表示,，“這說明CXCR4受體在提供這種轉(zhuǎn)移特性方面的重要意義,。”
盡管目前這一研究只是停留在胰腺癌上，但是研究人員認(rèn)為這也可以應(yīng)用到其它許多腫瘤上,。這一研究也為之前有關(guān)提出CXCR4和腫瘤轉(zhuǎn)移之間存在關(guān)系的研究提出了進(jìn)一步的證實(shí),，也證明了受體配體：SDF-1的生物分布也覆蓋了常見的轉(zhuǎn)移單位，比如肺部,，肝臟,，骨髓和淋巴結(jié),。
目前許多研究都主要是依賴于永生性細(xì)胞系，這意味著一些實(shí)驗(yàn)需要在原代細(xì)胞中進(jìn)行再驗(yàn)證,，因?yàn)檫@兩種模型也許在一些細(xì)微之處存在差別,。對(duì)于Hermann他們而言，使用永生性細(xì)胞系是一個(gè)實(shí)際的決定,，因?yàn)橐认侔┠[瘤小而且纖維化,，所以很難獲得大量的細(xì)胞，目前他們正在致力于識(shí)別能對(duì)抗這些轉(zhuǎn)移促進(jìn)細(xì)胞的化合物,。
原始出處：
Cell Stem Cell, Vol 1, 313-323, 13 September 2007
Article
Distinct Populations of Cancer Stem Cells Determine Tumor Growth and Metastatic Activity in Human Pancreatic Cancer
Patrick C. Hermann,1 Stephan L. Huber,1 Tanja Herrler,1 Alexandra Aicher,3 Joachim W. Ellwart,2 Markus Guba,1 Christiane J. Bruns,1 and Christopher Heeschen1,
1 Department of Surgery, Ludwig-Maximilians-University, 81377 Munich, Germany
2 Institute of Molecular Immunology, Helmholtz Center for Environment and Health, 81377 Munich, Germany
3 Department of Internal Medicine III, J.W. Goethe University, 60590 Frankfurt, Germany
Corresponding author
Christopher Heeschen
[email protected]
Pancreatic adenocarcinoma is currently the fourth leading cause for cancer-related mortality. Stem cells have been implicated in pancreatic tumor growth, but the specific role of these cancer stem cells in tumor biology, including metastasis, is still uncertain. We found that human pancreatic cancer tissue contains cancer stem cells defined by CD133 expression that are exclusively tumorigenic and highly resistant to standard chemotherapy. In the invasive front of pancreatic tumors, a distinct subpopulation of CD133+ CXCR4+ cancer stem cells was identified that determines the metastatic phenotype of the individual tumor. Depletion of the cancer stem cell pool for these migrating cancer stem cells virtually abrogated the metastatic phenotype of pancreatic tumors without affecting their tumorigenic potential. In conclusion, we demonstrate that a subpopulation of migrating CD133+ CXCR4+ cancer stem cells is essential for tumor metastasis. Strategies aimed at modulating the SDF-1/CXCR4 axis may have important clinical applications to inhibit metastasis of cancer stem cells.
