间充质干细胞与肿瘤转移

间充质干细胞是一类能够自我更新、具有多向分化潜能的成体干细胞。近年来,有证据认为间充质干细胞是肿瘤组织中基质细胞的祖先,因此间充质干细胞微环境与肿瘤转移的关系逐渐成为研究热点,但间充质干细胞对肿瘤转移是促进还是抑制,目前的研究并不一致。我们简要综述了间充质干细胞参与肿瘤转移的研究进展。     

果蝇生殖腺干细胞和它们的微环境

干细胞微环境是由容纳一个或多个干细胞,并控制干细胞自我更新和子代细胞产生的组织细胞以及细胞外基质组成。干细胞必须在微环境内才能增殖,才能保持自我更新的特性。通过对果蝇生殖腺干细胞微环境的结构及其产生的信号路径（该路径可以调节干细胞自我更新）的研究,发现微环境中支持细胞和它们发出的信号路径在调节干细胞的增殖和分化中起重要的作用。     

microRNAs参与肿瘤干细胞的调节

肿瘤干细胞存在于多种类型肿瘤中,并与肿瘤的发生发展密切相关。肿瘤干细胞和胚胎干细胞在生物学特征上存在许多共同点,如自我更新,多潜能性分化等等。然而,肿瘤干细胞和胚胎干细胞又存在很大差异,主要表现在耐药性、致瘤力和转移活性上。肿瘤干细胞在临床研究中具有不可替代的重要性,然而其分子水平上的调节机制尚未被完整揭示。作为内源性非编码小RNA的一部分,miRNAs在细胞发生发展的调节过程中扮演着重要角色。大量研究表明,miRNAs参与肿瘤干细胞的调节,并参与肿瘤的发生与进展。探索miRNAs在肿瘤干细胞基因表达调控中的作用及作用机制,有助于肿瘤特异性生物学标志物及治疗靶点的确定。本文就miRNAs与肿瘤干细胞调节的相关研究进展进行综述。     

综述: 肿瘤干细胞微环境与靶向干预策略

肿瘤干细胞具有自我更新和可塑性的潜能,能够维持肿瘤生长和异质性的能力．肿瘤干细胞是肿瘤产生、转移、耐药和复发的根源,肿瘤干细胞学说逐渐被肿瘤研究者所接受,因此,对肿瘤干细胞的深入理解有重大的科学和临床意义．肿瘤干细胞的微环境是肿瘤微环境的组成部分,包括细胞-细胞接触、分泌型因子等．肿瘤非干细胞和肿瘤干细胞本身都可以作为肿瘤干细胞的微环境．肿瘤干细胞的微环境可以维持肿瘤干细胞的可塑性,保护肿瘤干细胞免受免疫系统攻击,也可以促进其转移．肿瘤干细胞对其微环境的塑造、肿瘤干细胞的微环境对肿瘤干细胞自我更新的影响,以及针对肿瘤干细胞微环境的靶向干预等问题,已成为肿瘤干细胞研究的前沿问题．本文就肿瘤干细胞的发现、自我更新维持机制、肿瘤干细胞的微环境,及其肿瘤干细胞及微环境的干预策略等研究进展进行了综述．     

Activin A和Lefty A对人胚胎干细胞生长的影响

目的探讨TGF-β/Activin/Nodal信号通路的相关因子Activin A和Lefty A在一定浓度范围内,对人胚胎干细胞(hESC)自我更新的影响。方法在hES3细胞株的无滋养层无血清培养体系中加入1-100ng/ml的Activin A和Lefty A。7天后,通过碱性磷酸酶染色法对hES3细胞的自我更新状态进行评估。结果 Activin A在浓度为1,3,10,30和100ng/ml时,与阴性对照(SR培养基)组相比,未分化克隆的比率从7.7%分别提高到了18.5%,46.8%,61.4%,64.4%和79.1%,差异有统计学意义(P<0.01)。Lefty A组在浓度为1,3,10,30和100ng/ml时,与阴性对照(MCM培养基)组相比,未分化克隆的比率从80.5%分别降低到了72.4%,74.6%,72.2%,69.5%和65.3%,在浓度为100ng/ml时,差异有统计学意义(P<0.05)。结论较低浓度的Activin A即能有效维持hESC的自我更新,而较高浓度的Lefty A能诱导hESC分化。该结果进一步揭示了TGF-β/Activin/Nodal信号通路及其相关因子对hESC自我更新和分化的作用特点,有待对其机制进行深入研究。     

针对肿瘤干细胞的抗体靶向治疗——靶向部分信号通路及细胞表面标志分子

肿瘤干细胞是指肿瘤细胞群体中的未分化细胞,能够自我更新及无限增殖;通常具有正常干细胞样的多潜能性,可以分化产生异质性的肿瘤细胞及组织,对于传统的化疗药物具有耐药性。肿瘤干细胞与正常干细胞有一定的差异,如某些信号通路异常活化、细胞表面表达特异的分子等。针对肿瘤干细胞的这些特性,科学家们提出新的肿瘤治疗策略,即通过设计特异的抗体药物靶向信号通路或者细胞表面分子等,从根源上杀死肿瘤起始细胞,从而达到彻底治愈恶性肿瘤的目的。该文介绍了针对不同信号通路(如Notch和Wnt)或肿瘤细胞表面标志分子(如Ep CAM和CD44等)的抗体药物,并且探讨了抗体药物的优点以及面临的问题。     

免疫微环境对肿瘤干细胞影响研究进展

肿瘤干细胞是肿瘤组织中一小群特殊的未分化的细胞,由于其对化疗药耐受及致瘤潜能,被认为是造成肿瘤发生、复发和转移的根源,所以深入了解肿瘤干细胞特性对提高肿瘤治疗效率有着重要临床意义.肿瘤微环境中的免疫细胞及其分泌的分子与肿瘤干细胞之间存在复杂的相互作用,可以维持肿瘤干细胞的干性及自我更新能力.目前,肿瘤免疫微环境对肿瘤干细胞的影响、肿瘤干细胞对免疫微环境的塑造作用以及靶向肿瘤干细胞或免疫微环境等研究,是肿瘤干细胞研究领域的热点问题.本文就免疫微环境对肿瘤干细胞的影响、靶向肿瘤干细胞及微环境治疗的研究进展进行了综述.     

间充质干细胞影响肿瘤细胞增殖及其分子机理

间充质干细胞MSCs(mesenchymal stem cells)与肿瘤细胞间的相互作用是近年来肿瘤领域的研究热点之一.MSCs是一种多能干细胞,具有分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、纤维母细胞或肌肉细胞等多种间充质细胞的能力.MSCs在肿瘤细胞中表现出的归巢和转移能力为其成为潜在的抗肿瘤工具奠定了基础,MSCs转移到肿瘤细胞后参与重塑肿瘤微环境,并对其增殖、侵袭和转移等生物学行为产生重要影响.MSCs重塑肿瘤微环境后对肿瘤细胞的增殖究竟是促进还是抑制,相关文献报道有很大的争议.基于相关研究近况,主要综述骨髓间充质干细胞BMSCs(bone marrow derived mesenchymal stem cells)参与重塑肿瘤微环境对肿瘤细胞增殖的影响,并就已知的分子机理做一简要介绍.     

维持胚胎干细胞自我更新分子机制的研究进展

胚胎干细胞通过特殊内源性分子的表达,以及微环境中多种细胞因子和胞外基质的刺激,构成信号网络,共同调控自我更新.近年来,通过对Oct3/4、Nanog等胚胎干细胞特殊分子标记,以及LIF-STAT3,Wnt-β-连环素,BMP-Id等信号通路的研究,探讨了胚胎干细胞自我更新信号网络的分子机制.维持自我更新的关键在于胚胎干细胞生长微环境中的各种细胞因子和胞外基质的含量,以及细胞内源性特异分子表达量之间的平衡.     

间充质干细胞与肿瘤形成的研究进展

间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)具有独特的免疫调节作用、自我更新和跨胚层多向分化的潜能,存在于许多组织中并活跃地向组织损伤部位迁移,参与伤口修复。在对肿瘤的信号发生反应后,MSCs不断被招募并成为肿瘤微环境的成分。肿瘤相关MSCs(Tumor-associated MSCs, TA-MSCs)在肿瘤发生、促进、进展和转移中有重要作用。本文对MSCs在调节肿瘤细胞的存活、增殖、迁移、药物抵抗中如何发挥作用,以及MSCs对肿瘤微环境免疫状态的影响作一综述。我们强调了MSCs和其他肿瘤基质细胞之间的复杂关系,特别是炎症细胞可以改变肿瘤微环境的免疫状态,以期通过对TA-MSCs进一步的研究来取得对不同肿瘤类型和肿瘤进展不同阶段中肿瘤相关MSCs功能的更好的理解,并优化MSCs来得到更有效和安全的MSCs为基础的肿瘤治疗。MSCs已被有效用于治疗慢性炎性疾病和慢性损伤,因此,其机制方面的研究还有利于在其他疾病中合理利用MSCs从而达到疾病治疗的目的。     

人羊水间充质干细胞治疗肿瘤的临床研究进展

人羊水间充质干细胞(Human amniotic fluid derived mesenchymal stem cells,AF-MSCs)是一类具有高度增殖、自我更新和多项分化潜能的干细胞,即使经过多次传代其生物学特性也不会发生改变。有研究表明,AF-MSCs具有免疫原性低、不成瘤性和肿瘤细胞亲嗜性等特点,而且能够迁移到肿瘤病灶。因此,AF-MSCs作为转运载体介导药物靶向治疗肿瘤具有潜在的优势。同时,通过羊膜腔穿刺获得羊水有利于避免胚胎干细胞研究有关的伦理问题,可作为一种理想的治疗方法。本文通过回顾、总结人羊水间充质干细胞的研究进展,展望人羊水间充质干细胞治疗肿瘤的应用前景。     

从人胚胎干细胞获得胰岛素阳性细胞的研究进展

人胚胎干细胞(hESCs)因具有无限增殖能力以及多向分化潜能,使其能为糖尿病的细胞治疗提供充足且功能完备的替代细胞。近年来,虽然有许多成功将人胚胎干细胞诱导为胰岛素阳性细胞的报道,但诱导所得的胰岛素阳性细胞仍存在很多缺陷,如效率较低,细胞功能不完备等。本文将关注人们在提高人胚胎干细胞向胰岛素阳性细胞的诱导效率及获得具有成熟β细胞功能的胰岛素阳性细胞的各种努力和尝试。     

肿瘤干细胞分离研究进展

癌症是严重威胁人类生命健康的疾病之一,传统治疗方法未能彻底根除癌症。究其原因是癌症的发病机制复杂,至今尚未完全认识。肿瘤干细胞理论的提出为肿瘤的发生、发展乃至术后复发提供了新的研究思路,同时也为癌症的治疗带来了新的曙光。但由于肿瘤干细胞含量极低、分离困难,给肿瘤干细胞的研究带来诸多不便。目前常用的分离方法为无血清培养法与流式分选法,但二者均存在一定的缺陷,因此亟须建立一种新型有效地分离方法。肿瘤干细胞与普通干细胞有许多相似的信号通路,因此可利用干细胞的微环境筛选分离分化程度较低的肿瘤干细胞。水凝胶由于其独特的性质,目前广泛用于细胞的三维培养。有鉴于此,科研工作者利用水凝胶模拟普通干细胞生长的力学环境筛选、富集肿瘤干细胞。本文就肿瘤干细胞目前常用分离及鉴定方法,同时结合国内外最新的肿瘤干细胞分离方法进行综述。     

Niche-Dependent Gene Expression Profile of Intratumoral Heterogeneous Ovarian Cancer Stem Cell Populations

Intratumoral heterogeneity challenges existing paradigms for anti-cancer therapy. We have previously demonstrated that the human embryonic stem cells (hESC)-derived cellular microenvironment in immunocompromised mice, enables functional distinction of heterogeneous tumor cells, including cells which do not grow into a tumor in a conventional direct tumor xenograft platform. We have identified and characterized six cancer cell subpopulations each clonally expanded from a single cell, derived from human ovarian clear cell carcinoma of a single tumor, to demonstrate striking intratumoral phenotypic heterogeneity that is dynamically dependent on the tumor growth microenvironment. These cancer cell subpopulations, characterized as cancer stem cell subpopulations, faithfully recapitulate the full spectrum of histological phenotypic heterogeneity known for human ovarian clear cell carcinoma. Each of the six subpopulations displays a different level of morphologic and tumorigenic differentiation wherein growth in the hESC-derived microenvironment favors growth of CD44+/aldehyde dehydrogenase positive pockets of self-renewing cells that sustain tumor growth through a process of tumorigenic differentiation into CD44-/aldehyde dehydrogenase negative derivatives. Strikingly, these derivative cells display microenvironment-dependent plasticity with the capacity to restore self-renewal markers and CD44 expression. In the current study, we delineate the distinct gene expression and epigenetic profiles of two such subpopulations, representing extremes of phenotypic heterogeneity in terms of niche-dependent self-renewal and tumorigenic differentiation. By combining Gene Set Enrichment, Gene Ontology and Pathway-focused array analyses with methylation status, we propose a suite of robust differences in tumor self-renewal and differentiation pathways that underlie the striking intratumoral phenotypic heterogeneity which characterize this and other solid tumor malignancies.     

表皮干细胞研究进展

哺乳动物表皮中包含有多种不同类型的表皮干细胞, 它们共同维持了表皮组织结构的稳态并在皮肤创伤的修复中起重要作用。表皮干细胞具备干细胞两大基本特征: 自我更新和分化, 两者间平衡的破坏通常是皮肤肿瘤和其他皮肤疾病的根源。文章着重叙述了表皮干细胞存在的证据、两大基本特征、分裂模式、调节表皮干细胞的信号通路以及维持其稳态的微观和宏观环境。     

Overlapping Genes May Control Reprogramming of Mouse Somatic Cells into Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) and Breast Cancer Stem Cells

Recent findings suggest the possibility that tumors originate from cancer cells with stem cell properties. The cancer stem cell (CSC) hypothesis provides an explanation for why existing cancer therapies often fail in eradicating highly malignant tumors and end with tumor recurrence. Although normal stem cells and CSCs both share the capacity for self-renewal and multi-lineage differentiation, suggesting that CSC may be derived from normal SCs, the cellular origin of transformation of CSCs is debatable. Research suggests that the tightly controlled balance of self-renewal and differentiation that characterizes normal stem cell function is dis-regulated in cancer. Additionally, recent evidence has linked an embryonic stem cell (ESC)-like gene signature with poorly differentiated high-grade tumors, suggesting that regulatory pathways controlling pluripotency may in part contribute to the somatic CSC phenotype. Here, we introduce expression profile bioinformatic analyses of mouse breast cells with CSC properties, mouse embryonic stem (mES) and induced pluripotent stem (iPS) cells with an emphasis on how study of pluripotent stem cells may contribute to the identification of genes and pathways that facilitate events associated with oncogenesis. Global gene expression analysis from CSCs and induced pluripotent stem cell lines represent an ideal model to study cancer initiation and progression and provide insight into the origin cancer stem cells. Additionally, insight into the genetic and epigenomic mechanisms regulating the balance between self-renewal and differentiation of somatic stem cells and cancer may help to determine whether different strategies used to generate iPSCs are potentially safe for therapeutic use.     

Induction of Cancerous Stem Cells during Embryonic Stem Cell Differentiation

Stem cell maintenance depends on their surrounding microenvironment, and aberrancies in the environment have been associated with tumorigenesis. However, it remains to be elucidated whether an environmental aberrancy can act as a carcinogenic stress for cellular transformation of differentiating stem cells into cancer stem cells. Here, utilizing mouse embryonic stem cells as a model, it was illustrated that environmental aberrancy during differentiation leads to the emergence of pluripotent cells showing cancerous characteristics. Analogous to precancerous stages, DNA lesions were spontaneously accumulated during embryonic stem cell differentiation under aberrational environments, which activates barrier responses such as senescence and apoptosis. However, overwhelming such barrier responses, piled-up spheres were subsequently induced from the previously senescent cells. The sphere cells exhibit aneuploidy and dysfunction of the Arf-p53 module as well as enhanced tumorigenicity and a strong self-renewal capacity, suggesting development of cancerous stem cells. Our current study suggests that stem cells differentiating in an aberrational environment are at risk of cellular transformation into malignant counterparts.     

应用诱导多能干细胞治疗的进展与挑战

诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cells,i PSCs)是利用特定的转录因子诱导体细胞获得的,像胚胎干细胞一样,可以进行无限的自我更新,并具有分化成三个胚层的能力。iPSC有可能提供无限的自体细胞治疗,目前研究已经证实,不同种类疾病的患者提供的成体细胞诱导后可产生种类繁多的iPSC,这项技术给目前无有效治疗手段的多类疾病带来了治疗的希望,并有可能避免利用胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)治疗面临的伦理问题和免疫排斥反应。本文回顾iPSC技术优化过程,着重关注应用i PSC建立细胞模型、进行细胞治疗的进展,并探讨iPSC在基础研究及临床应用中遇到的挑战。     

骨髓间充质干细胞在大鼠实验中的移植途径及比较

骨髓间充质干细胞是具有自我更新能力和分化潜能的一类成体干细胞,经过局部微环境的诱导,可在体内外进行扩展,到晚期可分化成为多种细胞系。当组织受损伤时,可迅速到达损伤部位,分化为特异的组织细胞,参与组织修复。骨髓间充质干细胞这种惊人的分化及组织修复能力,为治疗退行性疾病和器官损伤性疾病提供广阔前景,故成为科研热点。国内外相关实验研究多以大鼠为动物模型,而骨髓间充质干细胞如何进入大鼠体内并定植,是实验成功的重要前提。因此如何找到最合适、最安全的移植途径将骨髓间充质干细胞有效地移植进入大鼠疾病模型体内的受损区域,是研究者关心的重点。本文就目前骨髓间充质干细胞在大鼠实验中不同移植途径进行综述,并比较各种途径的优缺点,希望能对临床科研工作提供参考,并期待能有更成熟的移植手段来推动骨髓间充质干细胞实验研究的进展。