研究生講課腫瘤干細(xì)胞

1、腫瘤干細(xì)胞,高全立河南省腫瘤醫(yī)院生物治療科,干 細(xì) 胞 生 物 學(xué) 特 性,干細(xì)胞有自我復(fù)制更新能力：通常情況下只有干細(xì)胞具有分裂產(chǎn)生子代干細(xì)胞的能力干細(xì)胞有定向分化為功能細(xì)胞能力已經(jīng)定向分化的細(xì)胞一般情況下不能逆轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞,干細(xì)胞分類,根據(jù)來源分類 胚胎干細(xì)胞 成體干細(xì)胞根據(jù)分化潛能分類： 全能干細(xì)胞 多能干細(xì)胞 單能干細(xì)胞,胚胎干細(xì)胞培育過程,干細(xì)胞的再編程,核移植 如克隆

2、羊多莉細(xì)胞融合基因轉(zhuǎn)染：iPS OCT4, SOX2, KLF4, c-MYC 小分子化合物誘導(dǎo)：,多能干細(xì)胞多向分化圖,橫向分化 亞全能干細(xì)胞？,腫瘤的異質(zhì)性—腫瘤干細(xì)胞,Reya,T.,et al. Nature.2001.414.105-111,腫瘤干細(xì)胞的起源,由正常干細(xì)胞經(jīng)多基因多步

3、驟突變累積而來由骨髓來源的干細(xì)胞與基因發(fā)生改變的組織細(xì)胞融合而來由基因發(fā)生改變已分化的細(xì)胞逆轉(zhuǎn)化而來,Cancer stem cells should be the therapy target,Reya,T.,et al. Nature.2001.414.105-111,腫瘤干細(xì)胞的特性,維持腫瘤生長的基礎(chǔ)具有自我更新和多向分化的能力腫瘤組織中含量極低對常用的治療方法耐藥：如化療、放療、分子靶向治療。免疫治療如何？

4、,ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在腫瘤干細(xì)胞多藥耐藥中的作用,ABC轉(zhuǎn)運(yùn)子示意圖(通過水解ATP將多種化療藥物泵出細(xì)胞外）,腫瘤干細(xì)胞的可變性,易于轉(zhuǎn)化為間質(zhì)樣細(xì)胞，表達(dá)許多成纖維細(xì)胞的特性非腫瘤干細(xì)胞可通過EMT轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤干細(xì)胞,EMT-表皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化MET-間質(zhì)細(xì)胞向表皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化,,腫瘤干細(xì)胞的間質(zhì)細(xì)胞學(xué)特性,EMT（表皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化）是腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的主要機(jī)制之一，腫瘤干細(xì)胞易于侵襲和轉(zhuǎn)移。多個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)腫瘤干細(xì)胞具有間質(zhì)細(xì)

5、胞的生物學(xué)特性。乳腺上皮細(xì)胞系通過EMT可產(chǎn)生乳腺癌干細(xì)胞。,腫瘤干細(xì)胞的表面分子標(biāo)記,CD44：乳腺癌，頭頸部鱗癌，胰腺癌，肺癌，卵巢癌，前列腺癌， 大腸癌 CD133：腦膠質(zhì)瘤，大腸癌，胰腺癌，肺癌，肝癌，惡性黑色素瘤，卵 巢癌CD90：肝癌，肺癌CD24：胰腺癌陽性，乳腺癌陰性CD117：卵巢癌CD

6、278：惡性黑色素瘤,腫瘤干細(xì)胞表面標(biāo)記與預(yù)后,CD44：頭頸部鱗癌的預(yù)后不良標(biāo)記。乳腺癌中12個(gè)研究中的898例meta分析，CD44為預(yù)后不良的標(biāo)記。大腸癌中存在爭議。CD133：腦膠質(zhì)瘤高表達(dá)預(yù)后差。大腸癌高表達(dá)預(yù)后差，肺癌有爭議。外周血CD133 mRNA的表達(dá)水平與預(yù)后相關(guān)（J Clin Oncol, 2011 29(12):1547-55).,腫瘤干細(xì)胞高表達(dá)胚胎干細(xì)胞相關(guān)基因,Oct4Sox2NANOGKl

7、fBmi1C-Myc,胚胎干細(xì)胞基因與腫瘤預(yù)后的關(guān)系,Oct4：肺癌及乳腺癌中高表達(dá)分化差，預(yù)后差Sox2：口腔鱗癌、食管癌高表達(dá)預(yù)后差，而肺鱗癌中高表達(dá)預(yù)后良好的指標(biāo)。NANOG：口腔鱗癌中高表達(dá)預(yù)后差，大腸癌中的表達(dá)與預(yù)后無關(guān)。c-Myc：與多種腫瘤的預(yù)后不良相關(guān)。,EMT相關(guān)基因與腫瘤的預(yù)后的關(guān)系,E-cadherinN-cadherinVimentin盡管存在爭議，一些文章支持與腫瘤的預(yù)后相關(guān),腫

8、瘤干細(xì)胞其它功能基因與預(yù)后,ALDH1（乙醛脫氫酶1）：ALDEFLUOR的試劑來分選ALDH-1陽性細(xì)胞。其表達(dá)與多種腫瘤的預(yù)后明顯相關(guān)。 ABC轉(zhuǎn)運(yùn)子家族蛋白：MDR1，ABCG2，ABCB5等，其功能與SP細(xì)胞相關(guān)。其表達(dá)于預(yù)后的關(guān)系不明確。,腫瘤干細(xì)胞是否存在的爭議,正常組織的干細(xì)胞所占比例很低，而某些腫瘤含有很高比例的腫瘤干細(xì)胞。非腫瘤干細(xì)胞很容易通過EMT轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤干細(xì)胞。,免疫標(biāo)記技術(shù),抗原抗體反應(yīng),,免疫組化技術(shù)

9、,基本原理常用酶標(biāo)抗體間接法,免疫組化的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：特異性 敏感性 定位性缺點(diǎn)：假陽性率高設(shè)計(jì)好對照是關(guān)鍵：陰性對照、陽性對照、自身對照,,,免疫熒光基本原理,,,,流式細(xì)胞儀的工作原理,,流式細(xì)胞儀,流式細(xì)胞儀的應(yīng)用,細(xì)胞生物學(xué)腫瘤些免疫學(xué)血液學(xué)藥物學(xué),流式細(xì)胞結(jié)果分析（散點(diǎn)圖）,,,流式細(xì)胞分析,肺癌干細(xì)胞的分離鑒定,,,DIGESTION:-Collagenase I37ºC - 2 h

10、ours-Washing,SINGLE CELL SUSPENSION,,CULTURING:Serum free medium,,原代肺癌細(xì)胞培養(yǎng),原代培養(yǎng)建立的肺癌細(xì)胞系,We have established 5 squamous carcinoma(B), 4 adenocarcinoma(D), 1 large cell lung cancer(C), 1 small cell lung cancer(A), and 1

11、 lung carcinoid cell lines.,原代培養(yǎng)的肺癌細(xì)胞在NOD/SCID 小鼠能形成腫瘤,,原代培養(yǎng)的肺癌細(xì)胞中含有一小群 CD44 強(qiáng)陽性的細(xì)胞,Small cell lung cancer(LC004), large cell lung cancer(LC006) have cd44 strong positive population cells.,CD44 強(qiáng)陽性細(xì)胞具有較強(qiáng)的增值能力,When seede

12、d 500 cells/well, there was no obvious difference between the CD44++ and CD44+/- cells(figure A), but when seeded 150 cells/well, CD44++ cells much stronger proliferative ability(figure B).,CD44++ 細(xì)胞具有較強(qiáng)的克隆形成能力,A: large

13、cell lung cancer cell line(LC006)B: small cell line cell line(LC004),只有CD44++的細(xì)胞可以形成holoclone,When single cell seeded into 96 well plate, only CD44++CD+ cells could form holoclone, 100 CD44++CD90+ cells could form about

14、 1-3 holoclones.,只有CD44++的細(xì)胞在超低粘附的培養(yǎng)板中形成細(xì)胞球,A&C: cell spheres formed by CD44++ cells of LC-006 and LC021.B&D: no cell sphere formed by CD44++ cells of LC-006 and LC021.,部分原代培養(yǎng)的肺癌細(xì)胞表達(dá)CD90,A: watched by blue fluor

15、escent light, B: watched by red fluorescent light, C: watched by white light, D: overlap of A and B,肺癌細(xì)胞表達(dá) CD44++CD90+,4 main types of lung cancer, adenocarcinoma(LC007), squamous carcinoma(LC021), small cell lung cance

16、r(LC004) and large cell lung cancer(LC006) all had the CD44++CD90+ small population cells.,大細(xì)胞肺癌中的CD44++CD90+ 和 CD44++CD90- 細(xì)胞具有間質(zhì)細(xì)胞的形態(tài),A: CD44++CD90+. B: CD44++CD90- C:CD44+CD90+ D:CD44+CD90-,大細(xì)胞肺癌中的CD44++CD90+細(xì)胞高表達(dá)胚胎干細(xì)

17、胞和間質(zhì)細(xì)胞相關(guān)的基因,鱗癌細(xì)胞 CD44++CD90+和CD44++CD90- 具有間質(zhì)細(xì)胞的形態(tài),A: LC021-P3 before sorting. B: CD44++CD90+. C: CD44++CD90-. D: CD44+CD90+. E: CD44+CD90-.,CD44++CD90+的鱗癌細(xì)胞具有最強(qiáng)的細(xì)胞球形成能力和X線抵抗能力,CD44++CD90+的大細(xì)胞肺癌具有最強(qiáng)的細(xì)胞球形成能力和X線抵抗

18、能力,TGF-β1 對腫瘤細(xì)胞的作用,抑制腫瘤細(xì)胞的生長。使腫瘤細(xì)胞惡性程度增強(qiáng)。誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生EMT。,TGF-β1 對 CD44++CD90+ 大細(xì)胞肺癌抑制能力最弱,TGF-β1 誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞產(chǎn)生EMT,TGF-β1增加CD44++CD90+大細(xì)胞肺癌細(xì)胞的比例,,TGF-β1 處理過的CD44++CD90+同樣具有最強(qiáng)的X線照射抵抗能力,lung cancer cells could partly return ori