导 分别使用成骨及成脂诱导液对“M”细胞进行诱导,成脂诱导14 d胞浆内可见大量脂滴形成。成骨诱导24 d可见骨结节形成。见图3。
3 讨 论
本实验中再次确定骨肉瘤中确实存在一个具有悬浮成球和自我更新能力的细胞亚群,而这也与从脑肿瘤和乳腺肿瘤中分离出的肿瘤干细胞在大体形态上相同〔1,2〕。通过这种悬浮成球的方式得到的干细胞样肿瘤细胞的很多性质与正常干细胞和脑胶质瘤干细胞也极为相似。此外,这些干细胞样的肿瘤细胞表达很多间充质干细胞的标志物,如CD44、CD45、CD105 等,而其也具备间充质干细胞的至少两项分化能力。此外,这些细胞表达内、中、外三个胚层的相关基因,而肿瘤细胞球高表达胚胎干细胞多分化潜能的关键性标志物Oct 3/4、nestin和 Nanog。综上所述,这些数据都有力的说明骨肉瘤中确实有类干细胞性质的亚群存在。骨肉瘤细胞球与普通骨肉瘤细胞最显著的差异就是Oct 3/4、nestin和 Nanog的高表达,而进一步深入的研究发现,早期形成的小细胞球中Oct 3/4、nestin和 Nanog的阳性表达极高,随着细胞球增大,细胞数目的增多,胚胎干细胞标志物的表达逐渐降低,也说明了肿瘤呈现了更显著的异质性。而这些都说明原始的干细胞样肿瘤细胞经历了一个对称分裂到不对称分裂的转变,也因此产生了多种成分的子代肿瘤细胞。有趣的是通常认为是间充质恶性肿瘤的骨肉瘤实际上是表达三个胚层的基因,但在体内的骨肉瘤却为间充质性质。而与其一致的是培养中的细胞也显示了间充质干细胞所应有的特征性蛋白。这些都能说明骨肉瘤肿瘤干细胞最有可能由幼稚的间充质干细胞发展而来。骨肉瘤是由成骨细胞转变而来,多发生在年轻成人。尽管肿瘤发生来源不同,但其中的干细胞样成分和其表达情况却是没有差别的。相信此类肿瘤中的肿瘤干细胞维持肿瘤生长的机制也是相差无几的。
Oct 3/4是Pou家族的同源异型蛋白(质),最初在胚胎内细胞中表达,是胚胎干细胞保持多项分化能力的根本,其随着胚胎的生长发育而逐渐下调〔3〕。而在成体中,Oct 3/4只在A型精原细胞、睾丸生殖干细胞瘤、畸胎瘤和某些始祖干细胞中有所表达〔4〕。体细胞中并为发现〔5,6〕。
近年发现的一种同源域蛋白Nanog,被认为处于维持ES细胞自我更新的细胞外刺激、细胞内多种因子共同参与的复杂的网络调节系统的中心环节。Oct4直接作用于Nanog,以维持它在一个亚稳定状态的浓度,而不会让它达到或超过稳定状态的水平;原本在体细胞中不表达的Nanog 基因变得高表达,提示Nanog基因的重新激活在细胞扩增和维持细胞全能性中扮演了重要角色〔7〕。而Nanog和Oct 3/4一样并未在成体细胞中发现过。总而言之,Oct 3/4、Nanog和nestin是负责鼠类胚胎干细胞的多项分化潜能和自我更新状态的关键蛋白〔8〕。如果他们在肿瘤干细胞中扮演了相同的角色,那么这就是骨肉瘤靶向治疗的重要分子生物学靶点。
本研究也进一步支持了实体瘤中含有极少数目负责肿瘤发生和增长的肿瘤干细胞这个假设,假设肿瘤干细胞理论是正确的,那么细胞毒性的化疗药物只是根据肿瘤的整体反应来判断药物效果,而并没有对这一小部分的致瘤细胞进行特别标记,而肿瘤干细胞理论也能够解释骨肉瘤对于化疗的相对抵抗(单纯化疗的骨肉瘤患者生存率只有20%)〔7〕。认为Oct 3/4和Nanog两个转运子是这些细胞能够维持干细胞特性的分子生物学的关键所在。
【参考文献】
1 Gibbs CP,Kukekov VG,Reith JD,et al.Stemlike cells in bone sarcomas:implications for tumorigenesis〔J〕.Neoplasia,2005;7(11):96776.
2 AlHajj M,Wicha MS,BenitoHernandez A,et al.Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells〔J〕.Proc Natl Acad Sci USA,2003;100(7):39838.
3 Rodda DJ,Chew JL,Lim LH,et al.Transcriptional regulation of Nanog by OCT4 and SOX2〔J〕.J Biol Chem,2005;280(26):247317.
4 Pochampally RR,Smith JR,Ylostalo J,et al.Serum deprivation of huma
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