胃癌干細胞表面標志物的研究進展

侯杰 楊鏞

昆明醫學院第四附屬醫院云南省血管外科中心基礎研究室，云南 昆明 650021

近年來，隨著對腫瘤發生機制研究的不斷深入，越來越多的研究支持腫瘤是一種干細胞疾病的理論，即腫瘤干細胞理論。這種理論為腫瘤干細胞是腫瘤細胞中一小部分具有干細胞性質的細胞群體，具有自我更新、無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胞以及腫瘤不斷擴展的源泉［1］。筆者就胃癌腫瘤干細胞的提取分離、各種表面標記物在胃癌腫瘤干細胞、癌前病變中的表達、以及各種表面標記物與胃癌復發轉移及治療間的關系進行綜述。

1 腫瘤干細胞的提取、分離

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

1.1 流式細胞術 流式細胞分選系統是較常用的分離腫瘤干細胞的方法，它能夠一次性進行多標志分選，而且能夠選擇熒光強度大的腫瘤細胞，分選純度高，特異性強，但需要具備有分選功能的流式細胞儀，并且無菌操作過程相對繁瑣［3］。

1.2 磁性活化細胞分選術 磁性活化細胞分選的原理是利用未標記的CD抗原等蛋白的單克隆抗體作為第一抗體與單細胞懸液孵育后，再用免疫磁珠 (micro-beads)標記的第二抗體結合，這種特異性一抗、二抗標記的細胞懸液流過特制的永久磁鐵的磁場時，可吸附在磁式分選柱內，再將磁式分選柱移開磁場從柱內洗脫、收集干細胞。磁性活化細胞分選術需要的設備簡單，能夠在超凈臺中操作，但進行多標志分選時需要分步進行。

2 目前發現的表面標志物在胃癌腫瘤干細胞中的表達

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

2.2 CD133與胃癌腫瘤干細胞間的關系 CD133是一種跨膜糖蛋白，屬于prominin家族成員之一，其相應基因位于4號染色體上 (4p15)，包含37個外顯子.大小約152kb，由865個氨基酸組成，相對分子量為117000。最早是由Singh［5］從神經節膠質瘤及星形膠質母細胞瘤中分離出來。CD133與CD44一樣可分為CD133+和CD133-，Ricci-Vitiani等將極少量CD133+結腸癌細胞和CD133-結腸癌細胞同時注入一批小鼠體內結果發現，CD133+細胞組僅需要1×103個就可使小鼠內形成腫瘤球，而CD133-細胞組注入2.5×105個細胞僅能在一只小鼠體內形成腫瘤球，由此認為CD133+為大腸癌干細胞的一種特異性表面標志物。但此后陸續有研究證實 CD133+也可在胃癌［6］、肝癌［7］、結腸癌［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。據此可推測 CD133+并非某個腫瘤的特異性表面標志物。近期有學者研究發現，CD133在正常胃黏膜組織中陰性表達或僅有極少量表達而在胃癌組織中卻可高水平表達，據此筆者推測CD133可能與胃癌的發生有較大相關性，但目前胃癌干細胞的研究相對滯后，其中的具體機制尚未有統一的觀點。

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

2.4 Musashi-1與胃癌腫瘤干細胞 近年來的研究發現Musashi-1是與果蠅同源的一種RNA結合蛋白，可選擇性表達于人和小鼠的神經祖細胞，包括神經干細胞中，并在神經干細胞的不對稱分裂中起著重要的作用［2］。隨著研究的不斷深入，有研究發現Musashi-1也存在于神經以外的組織中，Akasakaetal和 Murata研究發現［3-5］Musashi-1不僅在雞、小鼠、大鼠胃內存在，而且在人的胃竇部以及胃體部均發現了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現了增殖細胞核抗原 (PCNA)陽性細胞，并在該區域內檢測出Musashi-1的高表達，為證明Musashi-1存在于胃癌病人胃竇部提供了強有力的證據。據國外報道［2，21，22］Musashi-1的表達與胃增殖活性呈正相關，而胃癌本身即是一個擁有無限增殖能力的細胞集團，其中的無限增殖能力被認為是腫瘤干細胞所賦予的，據此我們可以大膽推測Musashi-1在腫瘤干細胞中也可能是高水平表達的。Musashi-1作為一種新發現的胃癌腫瘤標志物，可以在胃癌干細胞的鑒定方面提供一項新的有力證據。

3 胃癌干細胞的標志物在胃癌治療中的作用

胃癌是一種常見的消化道惡性腫瘤，目前最主要的治療方式是手術和化療藥物以及放射線局部照射治療。但由于胃癌早期癥狀不甚明顯，導致多數病人前來就診時已失去了手術的最佳時期，而此時采用化療或放療時往往效果也難以達到預期的結果。有學者認為癌癥的耐藥性或放療抵抗性或許與癌癥細胞中的某一種基因或細胞有直接關系。Ishimoto［19-20］等用隨機對照的方法證實含CD44+的胃癌細胞在進行抗腫瘤藥物 (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志物的腫瘤干細胞有一定相關性，但具體機制尚未闡明。由此我們可以大膽推論胃癌未來的治療重點或許可以放在在對這些胃癌干細胞的殺滅上，在殺滅腫瘤細胞的基礎上，有針對性的殺滅這些含特殊表面標志物的腫瘤細胞。

4 小結與展望

隨著對胃癌干腫瘤的不斷深入研究，發現了越來越多的表面標記物，將為研究胃癌的發生、發展、轉移、治療及耐藥性都帶來一定的幫助。但盡管目前發現的有一定相關性的表面標記物多達十幾種之多，卻仍沒有一種讓人信服的、特異性相對較高的表面標記物，這個問題嚴重制約了胃癌干細胞的分離純化及靶向治療，阻礙了胃癌干細胞的更進一步深入研究。未來或許可以根據干細胞增殖分化的特性，通過研究其中的信號通路或信號分子找出相關分子，與已經找出來的表面標志物作對照反向推導出特異性的表面標記物?？傊?，胃癌干細胞表面標志物的研究對確定胃癌干細胞的早期診斷及治療提供了新的思路。

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