癌癥的化學(xué)治療過程中,,一些可以更新的組織像毛發(fā),、粘膜內(nèi)皮和血細(xì)胞,會先死亡然后又隨著治療的停止而重生,;不幸的是,,癌組織也會如此。這就是為什么化療雖然能夠有效殺滅癌組織,但是幾乎很難根治癌癥,。組織能夠再生是因為存在一些細(xì)胞,,它們具備干細(xì)胞的特性――能夠自我更新和分化。那我們能夠稱癌組織中的這些細(xì)胞為癌干細(xì)胞嗎,?
最新的一期《Nature Immunology》上,,發(fā)表了University of Toronto的科學(xué)家的研究成果:他們在白血病中發(fā)現(xiàn)一系列不同等級的白血病干細(xì)胞,因為正常的造血干細(xì)胞也存在類似的不同亞型,,從而進(jìn)一步證實了惡性干細(xì)胞和正常干細(xì)胞的平行對應(yīng)關(guān)系,。
之前的研究已經(jīng)知道,在急性骨髓白血?。╝cute myeloid leukemia,,AML)中存在白血病干細(xì)胞(leukemic stem cells,LSCs),。研究者就設(shè)想通過利用連續(xù)移植的方法,,確定LSCs中是否存在不同再生能力的亞型。實驗中,,科學(xué)家首先用EGFP標(biāo)記的慢病毒(Lentivirus)感染AML細(xì)胞,,從而可以追蹤移植的AML細(xì)胞的再生狀況。然后,,將轉(zhuǎn)染的AML細(xì)胞移植到非肥胖性糖尿?。瓏?yán)重復(fù)合型免疫缺陷(nonobese diabetic–severe combined immunodeficient,NOD-SCID)小鼠體內(nèi),。第一代的移植受體的小鼠的骨髓,,再用來移植到第二代小鼠,如此建立連續(xù)移植的各代小鼠,。
觀察發(fā)現(xiàn),,一些白血病細(xì)胞只能提供短期再生能力,在第二代小鼠體內(nèi)就蹤跡全無,。其他的細(xì)胞則能長期自我更新,,在第二、第三代中都持續(xù)存在,。有趣的是,,有一類的細(xì)胞的長期再生能力緩慢出現(xiàn),所以從第二,、第三代才能被檢測到,,而在最初移植的第一代小鼠中卻檢測不出。研究這據(jù)此推論,,在白血病干細(xì)胞和正常的干細(xì)胞一樣,,也能夠分為短期再生細(xì)胞(short-term repopulating cells),、長期再生細(xì)胞(long-term repopulating cells)和靜止的長期再生細(xì)胞(quiescent long-term repopulating cells)。
如果癌干細(xì)胞類似于正常干細(xì)胞,,新的問題就出現(xiàn)了:癌癥是否起源于干細(xì)胞,?癌變的干細(xì)胞(the cancerous stem cell)就是癌組織的干細(xì)胞(the stem cell of cancer)嗎?現(xiàn)在,,我們不能因此就斷言癌癥是有癌干細(xì)胞發(fā)展而來,。因為,已經(jīng)有研究證明,,不管是長期再生細(xì)胞還是短期再生細(xì)胞,,甚至是已經(jīng)開始分化的細(xì)胞,如果改造加入癌基因,,都會發(fā)生癌變,。所以,癌癥的發(fā)生也許是有兩種方式(如圖),。
The stem cell paradigm for cancer adds a level of order to an anarchic process.
(a,b) Two routes from a transformed cell to a heterogeneous tumor. (a) Cells generate daughter cells with frequently mutated genotypes unrelated to each other and capable of generating multiple offspring, some with further mutations. The ultimate result is a 'swarm' of cells with varying phenotypes. (b) Cancer stem cells generate one daughter cell identical to the parent (cancer stem cells colored red) and another cell that is more differentiated, ultimately resulting in a hierarchically organized collection of cells of varying phenotypes. (c) The state of cells changes in an orderly way as cells transit from a stem cell–like phenotype. Disordering this process by imposing or enabling stem cell–like features in more mature cells may permit a cancer stem cell to emerge from a cell not originally a tissue stem cell.