肿瘤干细胞（CSC）理论认为肿瘤组织内有一小群细胞具有与干细胞类似的生物学特性这一小部分细胞被认为是肿瘤发生、扩散、复发过程中的根源。CSC细胞膜上表达的**转运蛋白以及CSC生长的微环境都使其对化疗和放疗相对不敏感，并且CSC具有多条自我更新的信号通路。因而，**G2的耐药性、CSC生长的微环境和肿瘤细胞的信号通路等都是肿瘤治疗的新靶点。现就CSC的来源、生物学特性以及它们与肿瘤的耐药性转移和治疗间的关系进行综述。

    传统观念认为肿瘤细胞是由体细胞突变而形成的，突变使其可以获得无限制生长的能力，但并不是所有的肿瘤细胞都可以无限制生长。研究表明，部分肿瘤细胞的生长、转移和复发的特点与干细胞十分类似，因此有学者提出了肿瘤干细胞（cancer stemcell,CSC）理论，目前已在白血病、乳腺癌、恶性黑素瘤、肠癌、肝癌等多种肿瘤中证实CSC的存在。CSC学说认为肿瘤组织内有一小群细胞与干细胞具有类似的广泛增殖、自我更新以及分化潜能等特性，并且能表达与某些正常干细胞相同的标记蛋白。CSC理论让人们重新认识了肿瘤的起源和特性，并且对肿瘤的临床治疗提供了新思路和新方向。

    1 CSC自身特性

    1.1 CSC的来源

    对于CSC的来源，迄今为止有以下几种观点：①CSC来源于正常的组织干细胞，由于基因突变导致正常干细胞的自我更新和多向分化能力紊乱失控，转化为CSC。这种说法的依据是正常干细胞，体内唯一具有自我更新能力的细胞，而且CSC与正常干细胞一样具有很多类似的特征和表面标志物。②认为CSC是由正常的体细胞突变而来的，Jamieson等通过研究发现β-蛋白的活化使得粒细胞-巨噬细胞的祖细胞产生突变，使其具有自我更新的能力，导致慢性粒细胞性白血病的产生。③其他学者研究发现CSC是正常组织干细胞与其他细胞发生细胞融合的结果，目前尚无相应实验研究证实。但是可以解释肿瘤细胞普遍存在非整倍体的现象。

    1.2 CSC的生物学特性

    1.2.1自我更新

    研究发现CSC与成体干细胞类似也具有自我更新的能力。正是这种自我更新导致了肿瘤持续生长。

    1.2.2高致瘤性

    CSC的致瘤性主要从两个方面进行评价：①CSC在体外克隆形成能力；②CSC在免疫动物体内的肿瘤形成能力。如非肥胖型糖尿病-重症联合免疫缺陷小鼠接种CSC,每只小鼠接种100个CD133+CSC,接种后的6个月内形成肿瘤，而每只接种十万个CD133+的肿瘤细胞（非在相同时间内未形成肿瘤。

    1.2.3分化潜能

    CSC在体外和体内都具有分化能力。有研究发现把大鼠的结肠腺瘤细胞注射到健康大鼠体内，可以生成结肠所有类型的细胞。

    1.2.4耐药性

    很多学者在研究CSC的耐药性后认为，CSC是导致肿瘤患者化疗失败的主要原因。CSC细胞膜上多数表达转运蛋白，大多可运输并外排包括代谢产物、药物、毒性物质、内源性脂类物质、多肽及固醇类等多种物质。Koshiba等发现人类转运**蛋白中的**G2,参与异外源性物质新陈代谢的第三阶段，被认为是代谢物排出的“泵”，而且可以保护人类身体不受外源性物质侵犯。无论是人体内的**G2还是鼠体内的**G2,都帮助神经元细胞和星形胶质细胞转运胆固醇，特别是鼠类的**G2蛋白可以参与转运睾丸内的某种性激素。Robey等研究发现**G2在保护自身不受外源性物质侵犯中起着重要作用，更是参与形成部分的血脑屏障、血睾屏障、胎盘屏障。对于**G2的耐药性已经成为众多抗癌学者研究的一个重要靶点。Robey等还证明了**转运体是可以被抑制的，如络氨酸激酶抑制剂、3-羟基-3甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶、抗病毒类和黄酮类。但在实验室研究中发现**G2在人体内的形式是多样的，如何从药理学方面向生理学和毒理学方面转变又是需要研究的一个难点。

    1.3 CSC的分选

    关于CSC的分选和鉴定有多种方法，主要是从CSC的生物学功能和CSC的表面特异性标志物两方面来鉴定：流式细胞技术和磁性细胞分选术。前者能够一次性进行多标志分选，能够选择荧光强度大的肿瘤细胞，需要具备分选功能的流式细胞仪，分选纯度较高。后者需要的设备相对较简单，但是分选纯度较流式低，可分为利用CSC表面标志物分选和SP分选法，又称侧群细胞分选法。

    常用CSC标志物（如CD133和CD44）来分离肿瘤中的CSC。AI-Hajj等通过分离实体的乳腺癌组织，得到乳腺癌干细胞，发现这些细胞是以Lin-、ESA+、CD44+、CD24-/low作为特异性的表面标志。之前的研究发现这些特异性标志的乳腺癌干细胞只占总细胞数的一小部分，其比例越高患者术后复发的可能性就越大，而且对化疗药物不敏感性增加。SP分选法可将没有被Hoechst33342染色的细胞从其他肿瘤细胞中分选出来。但是拥有耐药泵并不是CSC的特性，正常干细胞也具有耐药泵，而且核酸染料echst33342本身有一定的毒性，损伤CSC导致其失去拒染能力。

    1.4 CSC与微环境

    以往的研究表明CSC的微环境由成纤维细胞、细胞因子、脂肪细胞、内皮细胞和细胞外基质组成。Ghotra等研究发现CSC的许多特性与正常干细胞类似，而且其生长的微环境使CSC对放疗和化疗都相对不敏感，因此对CSC与微环境间关系的研究可以成为另一个肿瘤治疗的靶点。

    也有学者指出慢性炎症的微环境可以使血液里的间充质干细胞募集，环境的改变使其与周围的某种细胞融合，导致发生细胞内基因重组，使其形成CSC或是与CSC有类似生物学行为的细胞。

    2 CSC与肿瘤的关系

    CSC与肿瘤的关系在前面已经有所介绍，如CSC与肿瘤耐药性的关系，CSC逐渐为肿瘤治疗的靶点CSC细胞膜上**转运蛋白与微环境的关系等。现就CSC与肿瘤的转移以及治疗分别进行讨论。

    2.1 CSC与肿瘤转移

    现代恶性肿瘤治愈的难点在于肿瘤的复发和转移。很多学者认为肿瘤处于晚期难以根治的原因在于癌细胞产生基因突变，导致对化疗和放疗不敏感，患者5年生存率下降。Chen等用造模来观察癌细胞向远处的转移，并且观察这些细胞的各项参数。研究结果表明，这些细胞需要很强的活动力和竞争力及转移到远处后与周围的正常组织细胞竞争环境中的养料和生存空间。所以，CSC向远处转移后，自身为了适应周围环境的需要产生变异，自身干细胞特性使其产生优势克隆，导致远处恶性肿瘤的发生。

    2.2 CSC与肿瘤治疗

    CSC虽然在肿瘤组织中数量较少，但是大多数处于静止期，能够躲避针对快速分裂细胞起效的化疗药物攻击。因此，CSC被认为是肿瘤治疗后复发的原因。

    Shipitsin等研究发现，遗传基因的改变将会使一个正常的细胞忽视生长控制信号，最终产生肿瘤细胞将正常组织破坏。对肿瘤细胞的基因学研究可以从其他方面解释人类疾病和很多临床上不能解释的现象。基因突变可以使普通肿瘤细胞具有干细胞的性质，所以基因治疗也是一个新的研究方向。

    肿瘤分化疗法是诱导肿瘤组织中未分化的干细胞分化为终末细胞，同时可以增加其对细胞毒药物的敏感性。Piccitillo等研究发现，骨成型蛋白在成人胶质瘤细胞中激活其自身受体，它们结合后控制着正常的脑干细胞的活性，诱导成人胶质瘤细胞分化，并且CD133+细胞群数目明显较少，也就是生长相应地被抑制。Ohno等研究发现，在利用全反式维甲酸治疗急性早幼粒细胞白血病已经进入可以治愈的阶段，早期的诊断以及化学疗法是必要的对于晚期的患者全反式维甲酸与细胞毒性药物的联合应用也会有很好的效果，因为全反式维甲酸可能诱导白细胞分化。

    很多CSC能够躲避化疗药物的攻击，其原因是它们处于细胞周期的静止期，也就是G0期。Malum-bres等研究发现，促细胞周期蛋白激酶可以引起基因和染色体的不稳定，抑制促细胞周期蛋白激酶的活性，可以使CSC进入细胞周期的中期，从而容易被化疗药物所作用。

    原先在肿瘤细胞中发现的许多的信号通路，现在认为也存在正常的干细胞中，如Oct-4、骨成型蛋白、janus激酶家族、人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因、Notch、Sonic hedgehog（shh）和Wnt等。选择与CSC自我更新相关的信号转导通路予以特异性阻断，将是未来治疗恶性肿瘤的又一有力手段。Fan等通过研究发现Notch通路被抑制后，CD133+细胞显著减少，而SP细胞完全被破坏。降低Notch的活性能促进CSC进一步分化，前文也提到促使CSC分化也是肿瘤治疗的一种手段。

    3 问题与展望

    虽然有越来越多的证据支持CSC学说，然而在肿瘤生物学中仍存在很多问题：①是否所有肿瘤均存在CSC?②所有CSC是否具有一些相同的表型③由于正常干细胞与CSC具有相似的表型及信号转导通路，在针对CSC治疗时，如何保护骨髓及胃肠道中的正常干细胞不受损害等。探索CSC从肿瘤组织分离及体外培养扩增建系的方法，建立合理的体外模型也是需要解决的问题。通过鉴定肿瘤组织中的CSC,寻找调节CSC生物行为的因子将会给临床肿瘤治疗起到巨大的推动作用。（王敏综述，王银龙审校）