文章內(nèi)容轉(zhuǎn)自生物探索

科學(xué)家們認(rèn)為干細(xì)胞分裂是腫瘤生長(zhǎng)所必需的，癌癥干細(xì)胞能驅(qū)動(dòng)腫瘤生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移，由此提出了將去除癌癥干細(xì)胞作為癌癥治療的靶標(biāo)之一。然而這在許多類型的癌癥中都還沒(méi)有找到確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。最新一期（3月29日）Nature雜志中，來(lái)自日本和美國(guó)的科學(xué)家通過(guò)靶向去除特殊的干細(xì)胞群體，發(fā)現(xiàn)了這些干細(xì)胞在腫瘤發(fā)展中的作用，以及對(duì)于癌癥轉(zhuǎn)移的影響。

Lgr5+干細(xì)胞

小腸上皮細(xì)胞層是哺乳動(dòng)物機(jī)體的自我更新支持者，它的生命周期只有4-5天。結(jié)合其特征性的隱窩-絨毛結(jié)構(gòu)，這一上皮細(xì)胞成為了研究哺乳動(dòng)物干細(xì)胞的選擇模型。腸隱窩兩種干細(xì)胞群（一種快速循環(huán)，一種靜止）的功能及相互關(guān)系一直是引起注意且存在爭(zhēng)議的一個(gè)重要問(wèn)題。

隱窩底的干細(xì)胞形成年輕上皮細(xì)胞后，在分化及離開隱窩前2天，這些上皮細(xì)胞會(huì)頻繁增殖。細(xì)胞隨后移動(dòng)到絨毛側(cè)面處理營(yíng)養(yǎng)物，最終在4-5天內(nèi)在絨毛頂端死亡。同樣來(lái)源于干細(xì)胞的潘氏細(xì)胞（Paneth cell）卻能在隱窩底存留1-2個(gè)月，被認(rèn)為在那里維持了干細(xì)胞更新，及保護(hù)對(duì)抗細(xì)菌。

十多年前，科學(xué)家們定義了隱窩干細(xì)胞兩種選擇性的身份。一方面，有人認(rèn)為，擠在潘氏細(xì)胞之間的小增殖細(xì)胞是隱窩干細(xì)胞。后來(lái)，蛋白質(zhì)Lgr5被確定為是這些細(xì)胞的一種靈敏標(biāo)記物，提供了它們體內(nèi)“干性”（ stemness）的證據(jù)。隨后，單一表達(dá)Lgr5(Lgr5+)的細(xì)胞被證實(shí)在體外形成了不斷擴(kuò)大的、可移植的“微型腸”。另一方面，研究人員在潘氏細(xì)胞上方+4位點(diǎn)直接標(biāo)記出了DNA標(biāo)記滯留細(xì)胞(LRCs)。隨后他們報(bào)道了靜態(tài)“+4 LRCs”的一些分子標(biāo)記物，其中包括Bmi1蛋白。

令人驚訝的研究結(jié)果

在最新研究中，Genentech公司的Frederic J. de Sauvage等人發(fā)現(xiàn)在結(jié)腸癌中，原發(fā)性腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)并不需要Lgr5+腫瘤干細(xì)胞，這是因?yàn)楹笳呔哂锌伤苄?。研究人員去除了Lgr5+干細(xì)胞之后，并沒(méi)有觀察到預(yù)期中的退化現(xiàn)象。相反，Lgr5-細(xì)胞維持了腫瘤生長(zhǎng)。但是研究人員也發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞在肝臟中的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散和生長(zhǎng)受到了很大限制，這表明Lgr5+腫瘤干細(xì)胞對(duì)這一過(guò)程是不可或缺的，因此或許可以成為應(yīng)對(duì)癌癥轉(zhuǎn)移的一個(gè)靶點(diǎn)。

Sauvage研究組此前構(gòu)建了能在Lgr5+干細(xì)胞中表達(dá)白喉毒素受體的轉(zhuǎn)基因小鼠，同時(shí)也加入了一個(gè)能用于顯微觀察細(xì)胞的熒光蛋白。當(dāng)讓這些動(dòng)物接觸白喉毒素時(shí)，就會(huì)特異性破壞Lgr5+細(xì)胞。由此利用來(lái)自這些小鼠的細(xì)胞，研究人員建立了稱為的體外腸細(xì)胞群，并利用基因組編輯技術(shù)，將大腸癌發(fā)展過(guò)程中所需的幾種突變引入到了細(xì)胞里。

研究人員將帶有突變的到了小鼠中，這樣細(xì)胞形成腫瘤，在用白喉毒素處理后，這些小鼠中Lgr5+細(xì)胞長(zhǎng)期被剔除了。然而他們發(fā)現(xiàn)Lgr5+細(xì)胞的破壞并沒(méi)有使腫瘤縮小，腫瘤依然保持著之前的大小。這表明一些非Lgr5表達(dá)細(xì)胞可能可以補(bǔ)償Lgr5 +細(xì)胞的損失，來(lái)維持腫瘤大小。

此外，當(dāng)研究人員停止使用白喉毒素，Lgr5+細(xì)胞迅速再次出現(xiàn)，腫瘤生長(zhǎng)速度與未用白喉毒素治療的對(duì)照腫瘤移植中中立的生長(zhǎng)速度并沒(méi)有出現(xiàn)多少差別（見下圖）。與對(duì)照相比，來(lái)自Lgr5+剔除后腫瘤的癌細(xì)胞出現(xiàn)了Myc下游靶標(biāo)的增加（Myc是一種可以驅(qū)動(dòng)細(xì)胞周期進(jìn)程的蛋白質(zhì)），而這可能是由于Lgr5 +細(xì)胞缺失情況下，癌細(xì)胞的代償性生長(zhǎng)。

研究證明，Lgr5+細(xì)胞并不是腫瘤維持所必要的，這一結(jié)果無(wú)疑令人感到驚訝。不過(guò)研究也表明這能增加腸道中細(xì)胞可塑性，也就是細(xì)胞從一種類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N類型的能力，在腸道中，是指在再生，以及腫瘤起始階段，通過(guò)去分化從腸上皮細(xì)胞逆轉(zhuǎn)變成干細(xì)胞的能力。

研究表明干性（具有能夠自我更新和分化的干細(xì)胞特性）是癌轉(zhuǎn)移的先決條件，癌轉(zhuǎn)移一般認(rèn)為是腫瘤細(xì)胞從腫瘤形成的主要部位遷移到遠(yuǎn)處的腫瘤的過(guò)程。

在這項(xiàng)研究中，當(dāng)研究人員將腫瘤形成的組織細(xì)胞移植到小鼠結(jié)腸中時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)生了轉(zhuǎn)移，并在肝臟中形成腫瘤。然而如果用白喉毒素治療小鼠，轉(zhuǎn)移性肝腫瘤顯著減少，這表明Lgr5+細(xì)胞參與了癌轉(zhuǎn)移。而且更加令人驚訝的是，研究人員發(fā)現(xiàn)已出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移的細(xì)胞，如果缺失Lgr5+細(xì)胞，就會(huì)導(dǎo)致這些腫瘤收縮，當(dāng)停止白喉毒素治療時(shí)，這些轉(zhuǎn)移也沒(méi)有再次開始生長(zhǎng)。

這些研究結(jié)果引發(fā)了對(duì)一種癌癥干細(xì)胞模型的質(zhì)疑，單向?qū)哟文Ｐ停锿ㄗg）。干細(xì)胞通常被認(rèn)為僅占細(xì)胞群體的一小部分，然而，考慮到在研究中發(fā)現(xiàn)的腫瘤Lgr5 +細(xì)胞數(shù)量相對(duì)較高，因此可能有另外一種解釋：結(jié)腸癌Lgr5+細(xì)胞不具有相同的干細(xì)胞特征，因?yàn)樗糜谥С纸M織平衡。

但是，鑒于之前的細(xì)胞譜系跟蹤實(shí)驗(yàn)（證實(shí)了Lgr5+細(xì)胞的干細(xì)胞特性），并且腫瘤也能快速補(bǔ)充丟失的Lgr5+細(xì)胞，因此存在另外一種類型干細(xì)胞參與了癌癥和體內(nèi)平衡的可能性并不大。也許缺乏專門的干細(xì)胞群體可能是一個(gè)更合理的解釋，這也支持之前的一個(gè)觀點(diǎn)：干性應(yīng)該是細(xì)胞細(xì)胞生命期中任何時(shí)間可以獲得的屬性，與它的分化狀態(tài)無(wú)關(guān)。

另外一項(xiàng)研究提出的新問(wèn)題

日本慶應(yīng)義塾大學(xué)的研究人員也發(fā)表論文，指出在人結(jié)腸癌中，LGR5+細(xì)胞的選擇性破壞會(huì)導(dǎo)致暫時(shí)腫瘤的消退，其它細(xì)胞則會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)償性增殖。因此，必須確定負(fù)責(zé)Lgr5+細(xì)胞再出現(xiàn)的信號(hào)通路。Genentech的研究結(jié)果初步指出了Myc信號(hào)傳遞的作用，但是Lgr5+細(xì)胞丟失如何被腫瘤中的剩余細(xì)胞所發(fā)現(xiàn)，以及在缺失Lgr5+細(xì)胞時(shí)，哪些信號(hào)級(jí)聯(lián)也許會(huì)導(dǎo)致Myc激活，還并不清楚。此外，研究并沒(méi)有檢測(cè)Myc的抑制或丟失是否會(huì)阻止儲(chǔ)備干細(xì)胞池的運(yùn)作，也沒(méi)有檢測(cè)Myc抑制是否可以在沒(méi)有Lgr5+細(xì)胞的情況下引起原發(fā)性腫瘤的消退。

目前，Myc藥理學(xué)抑制研究存在許多挑戰(zhàn)，因此鑒定其上游信號(hào)通路或其它必需途徑可能具有重要意義，研究指出剔除Lgr5 +細(xì)胞可能是一種針對(duì)肝轉(zhuǎn)移值得嘗試的新方法，未來(lái)也許會(huì)給我們帶來(lái)好消息。