喉癌干細胞表面標志物研究概況

劉 佳(綜述)，戚本明(審校)

(昆明醫學院附屬昆華醫院，云南省第一人民醫院耳鼻咽喉科，昆明650032)

喉癌目前已經成為患病率較高的惡性腫瘤，占全身惡性腫瘤的5．7%～7．6%，占耳鼻喉科惡性腫瘤的7．9%～35．0%［1］。盡管目前臨床上所采用的不斷改進的手術方式和先進的放療、化療方案使喉癌的5年生存率有了顯著的提高，但是仍有相當一部分患者存在術后局部或區域性復發和轉移的風險。雖然，放療、化療對于保全喉結構和功能方面具有優勢，同時也帶來了許多局部及全身的并發癥，且晚期及進展期患者對于放療、化療有一定程度的抵抗性，因此并不能明顯提高晚期患者的有效生存率。現有治療腫瘤的方法不能有效地殺傷腫瘤干細胞，即使腫瘤組織消退了，剩余的腫瘤干細胞仍然可以重新形成腫瘤，故常伴有復發和轉移導致治療失敗。因此迫切地需要從新的角度認識喉癌的發病機制、復發及轉移規律，從而為有效治療喉癌奠定基礎。“腫瘤干細胞”概念的提出，使靶向性或選擇性殺傷腫瘤干細胞從而根治腫瘤和防止腫瘤復發和轉移成為可能。

1 腫瘤干細胞概述

干細胞是具有自我更新和向多種細胞分化能力的一類細胞［2］。腫瘤干細胞是腫瘤組織中具有無限自我更新性，并不定潛能地驅使腫瘤形成、發展的細胞，在腫瘤組織的組成部分中占極少一部分［3］。對腫瘤干細胞的認識來自于對腫瘤組織的克隆起源的研究;對其深入研究源于發現白血病及多發性骨髓瘤中只有極少一部分腫瘤細胞能夠克隆增殖。直到近年腫瘤干細胞模型才逐漸成熟起來，此理論認為在絕大多數癌癥中，腫瘤細胞很可能起源于一種腫瘤起始細胞——腫瘤干細胞，這部分細胞雖只占少部分，但卻是腫瘤發生、發展的關鍵。

人們最初在血液系統腫瘤中證實了腫瘤干細胞的存在，并確定其表面標志物為，這種細胞具有自我更新能力及多向分化潛能，即具有干細胞特性［4］，因此把這種細胞稱為腫瘤干細胞。Marioni等［1］還認為這種細胞可能由正常的成體干細胞突變而來，這是因為腫瘤干細胞與成體干細胞具有很多共同的特性，并且表達相似的細胞表面標志物。此外，干細胞可以無限增殖，在特定條件下能積累突變轉變為腫瘤干細胞而形成腫瘤。細胞發生癌變需經歷4～7次的基因突變，是一個積累突變的過程，需要較長的時期［5］。正常細胞壽命短，分裂數次即死亡，難以積累突變形成腫瘤。Sell等［6］提出，正常的干細胞會發生癌變，而分化成熟的組織細胞是不會發生癌變。繼血液系統腫瘤干細胞之后，人們相繼在乳腺癌［7］、腦腫瘤［8］、肺腺癌［9］、前列腺癌［10］等實體瘤內分離出腫瘤干細胞。

2 腫瘤干細胞的鑒定

干細胞的鑒定目前仍然是一個難題，還沒有一個統一、權威的標準。雖然對干細胞的鑒定最好的方法是功能學方法，但是對這種特殊的干細胞群進行功能鑒定和分離純化與培養還存在很多困難。免疫細胞化學染色是通過識別干細胞的分子標志物，從而對干細胞進行鑒定和確認，這在目前的干細胞研究中具有非常重要的價值和地位。每種細胞都有一些特殊的被稱為受體的蛋白質分子，這種蛋白質分子具有靈敏的結合特殊信號分子的能力，細胞受體與信號分子結合也是細胞信號轉導的一種途徑。種類不同的細胞因其基因表達及信號轉導途徑存在差異，所以其受體并不完全相同，這種細胞表達受體差異就稱為細胞標志物［11］。目前較為常用的腫瘤干細胞標志物有 CD133、CD44。

2．1 CD133CD133是細胞表面的一種5次跨膜糖蛋白，目前發現的同源性抗原有其基因分別位于人類4號(4q16．12～pI)和2號染色體上。CD133的功能目前尚不十分清楚，其C端存在的酪氨酸暗示CD133可能為一種通過酪氨酸殘基磷酸化作用而發揮級聯效應的生長因子受體［12］。

CD133最早是在造血干/祖細胞表面被發現的，并被認為是造血干細胞的特異性標志物。近年來的研究表明，除了在正常的造血干/祖細胞中存在，正常神經和內皮干細胞以及其他的原始細胞中也存在CD133。肝祖細胞激活時會表達大量的;視網膜細胞、微絨毛膜滋養層細胞、合體滋養層細胞中也有表達［14］。此外，腫瘤組織中也經常有大量的 CD133表達［15-16］，人腦膠質瘤表達 CD133的程度與其惡性程度有關［17-18］，在胃癌［19］、非小細胞肺癌［20］、神經母細胞瘤［21］、前列腺癌、結腸癌、喉癌及肝癌中均有CD133表達。研究表明，CD133與腫瘤細胞轉導、腫瘤免疫逃逸、藥物耐受和放射治療抵抗均有關系，所以CD133有望成為腫瘤治療、診斷的新靶點［22］。

衛旭東等［23］通過相關實驗表明，CD133在Hep-2細胞系中呈微量恒定表達，表達概率為(3．15±0．83)%［23］。免疫磁珠富集的 CD133陽性腫瘤細胞是與分選前周期分布相似且均勻的一類細胞;HE染色示細胞的形態也符合惡性腫瘤細胞的病理特征。體外成瘤試驗表明，CD133陽性腫瘤細胞較CD133陰性細胞、未分選細胞在重癥聯合免疫缺陷小鼠體內具有很強的成瘤性。這表明，在喉癌Hep-2細胞系中，CD133陽性癌細胞具有強的體內增殖能力，所以可以認為CD133為喉癌腫瘤干細胞的標志之一。

2．2 CD44于丹等［24］為了進一步篩選喉癌干細胞的表面特異性標志物，選取黏附分子家族透明質酸受體類CD44分子作為候選標志物，該分子參與腫瘤細胞的黏附、侵襲和轉移過程［25］，同時也是乳腺癌干細胞的表面標志物之一［26］。實驗通過成功原代培養喉癌細胞，并將其分選為和兩個亞群，對比分析其在功能狀態、細胞周期、分化狀態、克隆形成能力等方面的差異，初步評價以CD44作為喉癌干細胞表面標志物的可能性。實驗發現喉癌細胞中存在著異質性的亞群和兩個亞群細胞在功能形態、增殖能力、細胞周期及克隆形成能力等方面都存在著差異。喉癌細胞中的腫瘤細胞具有干細胞的某些性質，腫瘤干細胞可能存在于腫瘤細胞內。Prince等［27］以頭頸鱗狀細胞癌(head and neck squamous cell cancer，HNSCC)為研究對象，發現Lin－HNSCC細胞致瘤性顯著強于Lin－HNSCC細胞。同時流式細胞術檢測33例HNSCC中表達，其表達率介于 0．10%～41．72%，其中 9例陽性表達在1%以下。Pries等［28］研究發現，CD44在HNSCC組織中表達個體差異性較大，而HNSCC細胞系中CD44穩定陽性表達，且表達率均在90%以上。研究認為細胞在維持HNSCC細胞系生長中發揮了重要作用，這群細胞活性高，在組織中可能介導HNSCC的復發、轉移。所以認為，CD44分子也可能作為喉癌腫瘤干細胞的表面標志物之一。

3 結語

近年來，隨著人們對腫瘤干細胞研究的不斷深入，其研究方法也得到了不斷的擴展。以干細胞為靶向治療惡性腫瘤已經成為未來腫瘤治療的主流趨勢。喉癌干細胞表面標志物的相關研究，為從干細胞水平來研究喉癌的形成和發展奠定了物質基礎，有助于理解干細胞與喉癌發生、發展的關系，從而為臨床診斷和治療提供新思路。除CD133和CD44外，可能還有其他一些喉癌干細胞表面標志物參與共同表達，有待于進一步研究。

［1］ Marioni G，Marchese-Ragona R，Cartei G，et al．Current opinion in diagnosis and treatment of laryngeal carcinoma［J］．Cancer Treat Rev，2006，32(7):504-515．

［2］ Weissman IL，Baltimor D．Disappearing stem cells，disappearing science［J］．Science，2001，292(5517):601．

［3］ Soltysova A，Altanerova V，Altaner C．Cancer stem cells［J］．Neoplasma，2005，52(6):435-440．

［4］ George AA，Franklin J，Kerkof K，et al．Detection of leukemic cells in the CD34+CD38－bone marrow progenitor population in children with acute lymphob-lastic leukemia［J］．Blood，2001，97(12):3925-3930．

［5］ 莫敖，吳誠義．腫瘤干細胞與實體腫瘤［J］．中國普外基礎與臨床雜志，2007，14(5):612-614．

［6］ Sell S，Pierce GB．Maturation arrest of stem cell diferentiation is a common Pathway for the cellular origin of teratocarcinomas and epithelial cancer［J］．Ab Invest，1994，70(1):6-22．

［7］ Al-Hajj M，Wicha MS，Benito-Hernandez A，et al．Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells［J］．Proc Natl Acad Sci USA，2003，100(7):3983-3988．

［8］ Singh SK，Clarke ID，Terasak M，et al．Identification of a cancer stem cell in human brain tumors［J］．Cancer Res，2003，63(18):5821-5828．

［9］ Kim CF，Jackson EL，Woolfenden AE，et al．Identification of bronchio － alveolar stem cells in normal lung and lung cancer［J］．Cell，2005，121(6):823-835．

［10］ Collins AT，Berry PA，Hyde C，et al．Prospective identification of tumorigenic prostate cancer stem cells［J］．Cancer Res，2005，65(23):10946-10951．

［11］ 馬麗花，潘興華，蔡學敏．干細胞標志物在免疫細胞化學中應用的研究現狀［J］．免疫學雜志，2011，27(2):178-184．

［12］ Sodian R，Schaefermeier P，Abegg Zips S，et al．Use of human umbilical cord blood-derived progenitor cells for tissue-engineered heart valves［J］．Ann Thorac Surg，2010，89(3):819-828．

［13］ Spee B，Carpino G，Schotanus BA，et al．Characterization of the liver progenitor cell niche in liver diseases:potential in-volvement of wnt and notch signalling［J］．Gut，2010，59(2):247-257．

［14］ Skóra J，Biegus J，Pupka A，et al．Molecular basics of angiogenesis［J］．Postepy Hig Med Dosw，2006，60:410-415．

［15］ Yoshii Y，Furukawa T，Kiyono Y，et al．Copper-64-diacetyl-bis(n4-methylthiosemicarbazone)accumulates in rich regions ofhighly tumorigenic cells in mouse colon carcinoma［J］．Nucl Med Biol，2010，37(4):395-404．

［16］ Liao Y，Hu X，Huang X，et al．Quantitative analyses of CD133expression facilitate researches on tumor stem cells［J］．Biol Pharm Bull，2010，33(5):738-742．

［17］ 許亮，丁鵬，蘭青，等．CD133基因表達與人腦膠質瘤惡性程度相關性分析［J］．中國微侵襲神經外科雜志，2008，13(3):128-131．

［18］ 王愛東，黃強，董軍，等．腦腫瘤干細胞體外分化過程中的回逆現象分析［J］．中華神經醫學雜志，2007，6(9):872-877．

［19］ 唐畢鋒，馬立業，翟羽佳，等．腫瘤干細胞標志物CD133在胃癌中的表達及其臨床意義［J］．臨床腫瘤學雜志，2008，13(6):495-498．

［20］ 魏益平，王梅，華平，等．腫瘤干細胞標志物CD133在非小細胞肺癌中的表達及臨床意義［J］．中山大學學報:醫學科學版，2008，29(3):312-316．

［21］ 童強松，鄭麗端，湯紹濤，等．干細胞標志物CD133在神經母細胞瘤中的表達及其臨床意義［J］．中華小兒外科雜志，2007，28(12):620-623．

［22］ 孟祥姣，王秀問，馬道新．CD133在實體腫瘤干細胞研究中的作用［J］．中國腫瘤生物治療雜志，2008，15(2):185-188．

［23］ 衛旭東，周梁，程磊，等．CD133與喉癌腫瘤干細胞的實驗研究［J］．中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志，2007，42(9):692-696

［24］ 于丹，金春順，趙胤，等．喉癌細胞的干細胞生物學特性初步研究［J］．中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志，2008，43(11):845-850．

［25］ 莫敖，吳城義．腫瘤干細胞與實體腫瘤［J］．中國普外基礎與臨床雜志，2007，14:612-614．

［26］ 楊翠霞，高峰．透明質酸與其受體CD44在腫瘤研究中的意義［J］．腫瘤，2006，26(2):206-209．

［27］ Prince ME，Sivanandan R，Kaczorowski A，et al．Identification of a subpopulation of cells with cancer stem cell properties in head and neck squamous cell carcinoma［J］．Proc Natl Acad Sci U S A，2007，104(3):973-978．

［28］ Pries R，Witrkopf N，Trenkle T，et al．Potential stem cell marker CD44is constitutively expressed in permanent cell lines of head and neck cancer［J］．In Vivo，2008，22(1):89-92．