干细胞论文胚胎干细胞论文干细胞研究进展论文

� 专题论坛� 儿童白血病干细胞的研究进展 汤永民 基金项目: 国家自然科学基金 ( No. 30971283 ) 作者单位: 310003� 杭州,浙江大学医学院附属儿童医院血液 肿瘤科 � � 大量研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明, 白血病患者体内存在一群极微 量的细胞群, 约占所有白血病细胞的 0�1% ~ 1% , 这些细胞通常对化疗药物不敏感, 是导致白血病复 发的根源。它们无论在体外长期的细胞培养中还是 动物模型体内都能引起并维持白血病, 这群白血病 细胞被称为白血病干细胞 ( leukem ia stem cel,l LSC)。近年来,随着研究的不断深入, 对 LSC的生 物学特征及其与临床治疗的关系已有了初步的认 识,为白血病治疗提供新的方向。现就 LSC的起 源、表面标记及信号转导、靶向杀灭 LSC与临床治 疗的关系等方面作一简要的阐述。 1� LSC的起源 � 有关 LSC的起源目前尚未完全阐 明,一般认为,它们可能来自三种细胞, 即来自正常 的造血干细胞 (HSC )、部分分化的正常祖细胞和相 对成熟的正常细胞。这些细胞在多种致突变因子如 病毒、放射线、化学毒物等作用下发生基因突变进而 转化为恶性细胞 (白血病细胞 )。G illiland等 [ 1]认 为,正常细胞转变为恶性肿瘤细胞的过程中,有两个 分子事件不可缺少, 一是细胞分化受阻而保留细胞 增殖能力,二是细胞获得自我更新能力。 由 HSC变成 LSC需要突变的积累, HSC本身具 有自我更新和无限增殖的能力,加上足够积累突变 的存活时间,这为 HSC转化为 LSC提供了可能 [ 2�3 ]。 由于 HSC并不是均一的细胞群,而是由处于不同分 化阶段细胞组成的细胞群。因此, 来源于 HSC的 LSC也由处于不同分化阶段的细胞群组成。HSC突 变成 LSC后, 虽说其分化功能明显阻滞, 但并未完 全丧失分化能力 [ 4]。 第二种可能: LSC可来源于部分分化的正常祖 细胞。祖细胞通过基因突变获得自我更新能力和分 化阻滞而保留增殖能力后便成为 LSC[ 2�3]。 Cozzio 等 [ 5]用纯化的人共同髓系祖细胞 ( common mye lo id progen itors, CMP)或粒系 /巨噬细胞系祖细胞 ( granu� locyte /macrophage progenitors, GM P) ,通过逆转录病 毒载体转染了编码 MLL�ENL的易位基因,将转染了 这种基因的祖细胞接种入小鼠体内就产生了急性髓 系白血病 ( AML )。K riv tsov等 [ 6]的研究结果进一步 支持该结论,该研究组把人源性 t( 9; 11) ( p22; q23) 编码的 MLL�AF9融合蛋白导入正常人粒�单核定向 祖细胞, 将这些细胞接种入 NOD /SC ID小鼠体内, 结果受接种小鼠便发生了 AML, 并从中分离出了 AML�LSC, 且发现这些 AML�LSC中与白血病自我更 新相关的信号被激活。 第三种可能: LSC不仅来源于正常 HSC和部分 分化的正常祖细胞,而且还有可能来源于相对成熟 的细胞。它们可以通过逆向分化重新获得自我更新 能力和增殖能力,从而表现为类似于 LSC的性质。 这一理论目前尚无实验证据支持 [ 2, 7 ]。 2� LSC的表面标记 2. 1� 髓细胞性 LSC表面标记 LSC是在正常 HSC 发育过程中经基因突变产生的, 因此具有一些与正 常 HSC相同的表型, 如 CD34+、CD38-、HLA�DR -、 CD71 - ,同时 LSC和 HSC也有部分表型差异, 如存 在于 HSC 表面的 CD117、CD90和 CD116 ( GM � CSFR�) 在 LSC 表面却没有表达。 Jordan[ 8] 和 H ausw irth等 [ 9]发现, CD123仅存在于 LSC的表面, 而在正常 HSC表面没有表达。CD123是目前公认 的可以从正常 HSC中区分 LSC的一个标记。 CD33 +也曾被认为是 LSC的标记, 抗 CD33的 临床治疗已显示显著疗效 [ 10] ,但并非所有 AML�LSC 上都 有 CD33 表达 [ 11] , CD33- 的 AML�LSC 和 CD34 + CD38 -的正常 HSC表面都没有 CD33的表 达, 只有 CD33+ AML的绝大部分 LSC表面表达该 分子 [ 9]。研究发现, 不同的 AML细胞, 其幼稚细胞 的分化程度不同, CD33抗原表达的量不同, 其在 AML�LSC或白血病起始细胞 ( Leukem ia initiating ce lls, LIC )上的表达量也不同,临床治疗结果也不 同。急性早幼粒细胞白血病 ( APL) LSC分化程度较 �241�中国小儿血液与肿瘤杂志 2010年 12月第 15卷第 6期 � J Ch ina Ped iatr B lood Can cer, December 2010, V ol 15, No. 6 高, CD33表达量也较高, 临床治疗的效果也较 好 [ 12�14 ] , 这些研究结果对指导临床用药具有重要 意义。 Hosen等 [ 15]用信号序列捕获 ( signa l sequence trap)技术研究人 AML�LSC的分子表面标记发现, CD96是一个免疫球蛋白超家族成员, 在绝大部分 CD34 + CD38 -的 AML细胞上表达, 且 CD96与 LSC 的功能有一定的相关性, 只有 CD96阳性的 LSC才 能在 NOD /SCID小鼠体内产生 AML, 而 CD96阴性 LSC却不具备这种能力。 van Rhenen等 [ 16]最新发现, c�型凝集素样分子 1 ( c�type lectin�like molecule�1, CLL�1 )在 CD34+ CD38 -的 LSC上有较高表达,在正常 CD34+ CD38- 的 HSC上却没有表达;对 CD34+的 AML患者来说, CLL�1是恶性 CD34+ CD38- 干细胞的一个标记, 其 表达水平在初诊和复发时没有显著差异。 Jin等 [ 17 ]用抗人 CD44单克隆抗体 ( H90)可以 清除 NOD /SCID小鼠体内 AML�LSC, 而对正常组织 却没有影响,提示该抗体有可能成为靶向 LSC的新 靶点。 2. 2 � 淋巴细胞性 LSC标记 B系 ALL 干细胞 ( B�ALL�LSC) :对淋巴细胞性 LSC的研究报道较少。 Cox等 [ 18]应用体外悬浮培养人 B�ALL细胞,观察到 有少部分细胞能够在体外增殖,将其中部分细胞移 植入 NOD /SCID小鼠体内后,发现能长期增殖并形 成 B�ALL的不是定向 B淋巴细胞,而是更加不成熟 的 LSC, 经测定它们的表型为 CD34+ CD19- 或 CD34 + CD20 -。但最近 le V iseur等 [ 19] 和 Kong 等 [ 20]分别采用不同的表面标志物 ( CD34+ CD19+、 CD34 + CD20 + 或 CD34+ CD38+ CD19+、CD34+ CD38 - CD19 +、CD34+ CD38- CD19- ) 分选儿童 B�ALL细胞群,并移植入 NOD /SCID小鼠体内后发 现,除 CD34+ CD38- CD19-细胞群外,所有其他细胞 群均能在 NOD /SC ID小鼠体内形成与原发 ALL同 样表型的 ALL,并可以多次植入小鼠体内形成 ALL, 说明所有 CD34+ CD19+、CD34+ CD20+、CD34+ CD38 + CD19 +、CD34+ CD38- CD19+ 细胞群均具有 B�ALL�LSC的特性,而 CD34+ CD38- CD19-细胞群 则只能检测到正常的造血功能。提示 CD34+ CD38 - CD19 -才是与 ALL无关的正常造血干细胞。 T系 ALL干细胞 ( T�ALL�LSC ) : Cox等 [ 21]在对 13例儿童 T�ALL研究时发现,能在体外长期增殖的 CD34 + CD4 -或 CD34+ CD7- , 也是唯一能在 NOD / SCID小鼠体内形成 T�ALL的细胞群,并且在第 2和 第 3受体小鼠体内能保留这些细胞的免疫表型和基 因特点,而 CD34+ CD4+和 CD34+ CD7+细胞群却不 能在小鼠 体内形成 T�ALL。这些 结果提 示, T�ALL�LSC应该位于 CD34+ CD4-或 CD34+ CD7-细 胞群中, 而这些细胞与正常 HSC在表型上是否存在 差别,尚未完全阐明。 2. 3� 慢性粒细胞 LSC ( CML�LSC ) � 由于 CML�LSC 来源于 HSC的突变, 其表型与正常 HSC类似, 即位 于 CD34+ CD38-细胞群中, 但 CML�LSC细胞具有 BCR�ABL融合基因和 Ph染色体。与正常 HSC相 比, CML�LSC具有抗原如 CD44、ABCG1、ABCG2等 过表达现象,而 CD90及 CD117却低表达,这为筛选 和靶向治疗 CML研究提供了新的途径 [ 22]。 3� LSC的生物学特性 3. 1� LSC的信号通路异常 目前已知, LSC存在细 胞内信号通路异常,但不同种类的 LSC,其信号通路 异常又有区别。总的来说, LSC细胞内信号通路异 常包括 W nt/��catenin、PI3K /PTEN /Ak t/mTOR 和 Raf /MEK /ERK, 这为通过调节细胞内信号通路来靶 向治疗白血病提供了新的思路 [ 22]。 3. 2� LSC的自我保护机制 正常的 HSC为了维持 其正常的造血功能, 存在着一些自我保护机制。 LSC是在正常 HSC发育过程中突变产生的,因而拥 有和正常 HSC类似的自我保护机制,如相对静止的 细胞周期, 编码 ABC ( ATP bind ing cassette)转运体 的基因高表达, 以及对凋亡信号的抵制等, 特别是 LSC表达了 ABC转运体。后者能通过 ATP水解获 得能量,将细胞内的异物 (包括细胞毒药物 )排出体 外, 从而使细胞免于药物的毒害 [ 7, 20] , 这也是 LSC 耐药的原因之一。 Neering等 [ 23]研究显示, 放射线对 CML小鼠模 型体内的 LSC产生的损伤较正常 HSC弱,说明 LSC 对放射线有较强的自我保护作用, 其原因很可能是 LSC细胞内存在较强的 DNA修复机制和 (或 )躲避 对衰老信号的感应。 4� LSC的靶向杀伤方法 因为 LSC的存在是导致 白血病复发与耐药的根源, 只有选择性地彻底杀灭 LSC才有望将白血病彻底治愈。近年来报道多种选 择性杀死 LSC的方法,概括起来有以下八种: 4. 1� 针对 LSC的分子表面标记 Hamann等 [ 10]用 抗 CD33单克隆抗体治疗 AML 取得了显著疗效。 细胞因子融合毒素, 特别是 IL�3( CD123)融合白喉 �242� 中国小儿血液与肿瘤杂志 2010年 12月第 15卷第 6期 � J Ch ina Ped iatr B lood Can cer, Decem ber 2010, V ol15, No. 6 毒素 ( d iphtheria tox in, DT)对 AML�LSC的靶向杀伤 作用, 也取得了良好效果 [ 24]。 4. 2� 诱导 LSC的特异免疫 异基因造血干细胞移 植的移植物抗白血病效应也许在某种程度上可以杀 伤 LSC [ 25] , 只是这种方法还不能有效地区别 LSC 和 HSC。 4. 3� 针对 LSC特异的分子调控途径 FLT3的抑制 剂、核因子 NF� B蛋白酶抑制剂 ( MG�132 )都可以 通过分子调控途径诱导 LSC凋亡,而对正常的 HSC 却没有影响 [ 26]。 4. 4� 针对 LSC生存所必需的环境 将激活的直接 靶向黏附分子 CD44的单克隆抗体注射到连续移植 入人 AML�LSC的 NOD /SCID小鼠体内,后者没有发 展成白血病,提示破坏 LSC生存环境可望达到消除 LSC的目的 [ 17]。 4. 5� LSC生长状态的调控 有学者认为,如果能诱 导 LSC从 G0期进入 S期,就有可能使用特异的细胞 毒药物对其进行有效清除, 或者使 LSC永远停留在 冬眠!状态,从而使白血病患儿的无复发生存率得 到提高 [ 7]。 4. 6� 联合作用 银胶菊内酯类似物 ∀ ∀ ∀ 二甲氨基 银胶菊内酯能在小鼠体内外杀死 AML、CML、ALL 的 LSC,而对正常 HSC却没有明显的杀伤作用。其 作用机制是通过激活细胞内氧化应激反应并抑制 NF� B共同实现的 [ 27]。 4. 7� 抑制转运体的作用 ABC转运体在 LSC细胞 表面呈高表达,使常规细胞毒药物不能对 LSC发挥 杀伤作用 [ 20] ,通过有效抑制运载体蛋白的表达有可 能增加药物进入细胞内的剂量, 从而增强药物对 LSC的杀伤作用。 4. 8� 未明的机制 Guzman等 [ 28�29]研究发现, TDZD�8 ( 4�benzyl�2�methy l�1, 2, 4�th iad iazolidine�3, 5�dione) 能在接触到细胞 2 h之内快速地杀死白血病细胞, 包括恶性的干 /祖细胞,对正常的干细胞却没有明显 的毒性。该制剂可快速破坏细胞膜的完整性, 释放 游离的巯基化合物, 这种效应与抑制 PKC和 FLT3 信号转导途径有关, 但其靶向杀伤的机制尚未被 阐明。 5� 结束语 随着对 LSC研究的不断深入, 我们对 LSC生物学特性已经有了粗浅的认识。但尚有众多 问题需要进一步深入研究,如 AML�LSC是否还有更 加特异的标记;儿童急性淋巴细胞白血病的治疗效 果较成人有显著提高,其 LSC是否存在显著的差异 等。对这些问题的阐明, 将有利于提高白血病的治 愈率。 参 考 文 献 1. 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B lood, 2007, 110: 4436�4444. � 消 � � 息� 2011年全国小儿血液与肿瘤学术会议 征文通知 为促进我国小儿血液与肿瘤事业的发展与学术交流, #中国小儿血液与肿瘤杂志 ∃与中华医学会北京儿 科分会将定于 2011年 8月中、下旬在内蒙古海拉尔市召开 2011年全国小儿血液与肿瘤学术会议 !。本次 大会将邀请我国著名的小儿血液、肿瘤、免疫及相关专业的专家进行专题演讲和研讨,并进行学术论文交流。 欢迎从事小儿血液、肿瘤、免疫及相关专业和从事小儿外科肿瘤专业的各级临床医生及 护理 卵巢癌的护理查房优质护理服务内容doc优质护理服务内容肺癌的护理常规消毒供应室优质护理 人员、预防医学 工作者、实验室研究及相关人员踊跃投稿并参加学术会议,同时也欢迎在读研究生以及不曾向本次大会投稿 的医生及相关人员积极参加学术会议。 一、征文范围:小儿血液、肿瘤、免疫及相关专业的各种形式的论文, 主要包括: ( 1)营养性贫血。 ( 2)再 生障碍性贫血。 ( 3)溶血性贫血及血红蛋白病。 ( 4)出血性疾病。 ( 5)白血病、淋巴瘤及其他实体瘤。 ( 6) 血液、肿瘤相关的免疫学、分子生物学、遗传学等研究。 ( 7)造血干细胞移植在小儿血液、肿瘤及相关疾病中 的基础与临床应用研究。 ( 8)儿童肿瘤的外科诊治。 ( 9)具有血液学改变的非血液系统疾病。 二、征文要求: ( 1)文章未在国内外杂志上公开发表,全文 4500字以内及摘要 800字以内的打印稿各一 份,需同时附电子版 ( word格式 ) ,写明作者姓名、单位、邮编、联系电话, 加盖单位公章。 ( 2)来稿请寄:北京 市中日友好医院内中国小儿血液与肿瘤杂志编辑部,邮编: 100029, 在信封上注明 会议征文!字样。联系电 话: 010- 84205165,传真: 010- 64284347; 联系人: 夏光明 (手机: 13511077610 ); Em ai:l zgxy@ ch inajourna.l ne.t cn或 zgxexy@ period ica ls. ne.t cn。 ( 3)征文截止时间为 2011年 6月 30日, 请作者自留底稿, 会议征文不 予退稿。 ( 4)参加会议的优秀论文将在#中国小儿血液与肿瘤杂志 ∃上优先发表。 三、参加学术会议的代表将授予国家级继续医学教育项目 I类学分。 2011年全国小儿血液与肿瘤学术会议筹委会 中国小儿血液与肿瘤杂志 编辑部 2010年 11月 �244� 中国小儿血液与肿瘤杂志 2010年 12月第 15卷第 6期 � J Ch ina Ped iatr B lood Can cer, Decem ber 2010, V ol15, No. 6