肿瘤干细胞的研究新进展

维生素D 3还可使正常人髓样细胞分化为巨噬细胞和单核细胞,这可能是其调节免疫功能的一个环节。

1,252二羟维生素D 3对其他肿瘤细胞也有明显的抗增殖和诱导分化作用。

如1,252二羟维生素D 3可使种植于小鼠内的肉瘤细胞体积缩小,使小鼠体内结肠癌和黑色素瘤种植物的生长受到明显抑制。

对原发性乳腺癌、肺癌、结肠癌、骨髓肿瘤细胞等均有抑制作用。

此外,1,252二羟维生素D 3还能加速巨噬细胞释放肿瘤坏死因子,而后者具有广泛的抗肿瘤效应。

1,252二羟维生素D 3可明显抑制表皮角化细胞和皮肤成纤维细胞的增殖并诱导其分化,故推测1,252二羟维生素D 3对某些皮肤过度扩生性疾病可能有治疗作用[3]。

414　对免疫功能的调节　维生素D 具有免疫调节作用,是一种良好的选择性免疫调节剂。

当机体免疫功能处于抑制状态时,1,252二羟维生素D 3主要是增强单核细胞,巨噬细胞的功能,从而增强免疫功能,当机体免疫功能异常增加时,它抑制激活的T 和B 淋巴细胞增殖,从而维持免疫平衡。

1,252二羟维生素D 3对免疫功能调节的机制主要有:①通过1,252二羟维生素D 3受体介导;②通过抑制原单核细胞增殖而间接刺激单核细胞增殖,促进单核细胞向有吞噬作用的巨噬细胞转化[4]。

在防治自身免疫性脑机髓炎、类风湿性关节炎、多发性硬化症、Ⅰ型糖尿病和炎性肠病等有一定疗效。

5　维生素D 的应用和生产511　维生素D 的应用　随着人类对维生素D 的生理活性的研究的深入,维生素D 的重要性更加突出,现广泛应用于药物制剂、食品添加剂和饲料添加剂等3个方面。

做为药物制剂,在临床上主要用于治疗佝偻病、软骨病、骨质疏松、甲状腺机能减退、银屑病等病症;做为食品饮料添加剂,它可添加于牛奶、乳制品、饮料、饼干、糖果中,用于预防维生素D 缺乏症;维生素D 作为家禽和家畜的饲料添加剂,可增加肉、蛋、奶的产量,提高其营养价值。

512　维生素D 的合成　目前,全世界只有少数几个发达国家生产维生素D,其中以瑞士的罗氏公司产量最大。

我国每年对维生素D 的需求在10吨以上,因此,维生素D 的开发生产对国内饲料工业以及医药工业的发展具有重大经济和社会意义。

前面我们已经知道,麦角固醇经光照可得VD2,72去氢胆固醇经光照得VD3。

近几十年来,国内外众多科学家从有机合成光化学角度开展了全面研究。

光化学合成VD2的原料麦角固醇主要来自酵母发酵,从生产青霉素等药物的废菌丝或植物油、香菇等产品中提取。

北京化工大学从青霉素菌丝体提取麦角固醇,收率达50%,并成功开发了一种高效的低压汞灯作为紫外光源,对麦角固醇生产维生素D 2进行了连续式光反应器的工业化规模放大实验,并对反应条件进行了优化,得出最佳工艺条件为:无水乙醇作为溶剂,麦角固醇初始浓度为110～112g/L,停留时间控制在26～28m in 。

此时,麦角固醇转化率为60%,目的产物选择性得率为65%。

此工艺具有副产物少,产率高,便于操作等优点[5]。

迄今为止,维生素D 3的合成与生产都是从胆固醇出发,首先经一系列化学反应,将胆固醇转化成72去氢胆固醇,后者再经光照发生开环反应,生成预维生素D 3,它再经受热,异构化为维生素D 3。

光化学合成维生素D 3的原料72去氢胆固醇主要由动物体提取的胆固醇合成,中国科学院理化技术研究所开发了一条从胆固醇合成72去氢胆固醇的新路线。

该路线应用了可回收利用的氧化反应催化剂,氧化剂用的是空气,该催化剂可选择性催化氧化使酰化胆固醇生成72酮基酰化胆固醇,再经相应的还原、脱除等反应制备72DHC 。

反应过程中不会有难于除去的杂质生成;天然胆固醇中含有的杂质会在合成处理的过程中自然除去。

另外,摒弃了传统的溴化和脱除溴化氢的方法制备72DHC,也避免了使用重金属化合物为氧化剂或氧化反应催化剂,完全杜绝了重原子溴对光化学反应的不良影响。

因此,该路线合成的产率高达55%;产品质量好,纯度高于95%(传统的合成方法,产率约为40%左右,且含有影响光化学反应的杂质,纯度为90%)[6]。

6　结束语随着对维生素D 的生理功能研究的深入,它的应用必将更加广泛,人类对它的需求也会更多,大规模的使用维生素D 所面临的主要问题是降低生产成本,提高产品质量。

因此,在完善现有合成技术同时,努力开发和研究新的维生素D 合成技术具有现实意义。

参　考　文　献[1]　廖二元.维生素D 制剂的药理机制与临床应用.中南药学,2003,1(1):98.[2]　雄礼鹏.维生素D 及其代谢物研究进展.国外医学、临床生物化学与检验学分册,1991,12(4):163.[3]　刘桂萍.1,252二羟基维生素D 3的研究进展.生物学教学,1994,4:5.[4]　何彩萍.维生素D 的生物效应与疾病.重庆医学,1995,24(1):57.[5]　邓利,等.麦角固醇连续光转化生产维生素D 2新工艺.北京化工大学学报,2003,30(3):41.[6]　张焱,等.光化学合成维生素D.精细与专用化学品,2005,13(5):526.肿瘤干细胞的研究新进展徐富　姜燕 作者单位:110003沈阳市沈阳军区第二○二医院干诊科【关键词】　肿瘤干细胞;干细胞;肿瘤 近年来随着肿瘤干细胞(Cancer ste m cells,CSC;或Tu mour stem cells,TS C )在肿瘤组织中分离成功,并提出了肿瘤干细胞学说,为肿瘤研究提供了新的思路。

肿瘤干细胞是存在于肿瘤组织中的一小部分具有干细胞性质的细胞群体,均具有自我更新能力和不定向分化潜能,并可导致肿瘤发生。

现认为肿瘤干细胞是肿瘤形成及其不断生长的根源。

1　肿瘤干细胞的分离及鉴定1997年Bonnet 等[1]首次确认了人类急性髓性白血病中肿瘤干细胞的存在,并成功分离出来。

研究发现只有012%～1%的细胞亚群有持续的克隆形成能力,与造血干细胞有相似的表型,即CD34+CD382Thy 2细胞,这种细胞移植到NOD /SC I D 小鼠后能形成类似AML 的肿瘤细胞。

A l 2Hajj [2]和Clarke [3]等首次从人类乳腺肿瘤中分离出了肿瘤干细胞,即CD44+CD242/l owL in 2细胞,只需100个即能100%形成肿瘤,CD44+C D24+细胞不能形成肿瘤。

这是首次在实体瘤中发现肿瘤干细胞的存在。

I gnat ova[4]等在人类脑部肿瘤中发现了C D133+肿瘤干细胞,为肿瘤干细胞的存在再次提供了强有力证据。

Singh 等[5]从人脑瘤中分离出C D133+和CD1332脑瘤细胞,只有CD133+的肿瘤细胞才能在体外培养中形成肿瘤球,具有较强的自我更新能力及增殖致瘤能力,仅需100个细胞就可以使NOD/SC I D小鼠形成新的肿瘤,并能连续传代致瘤。

而CD1332的肿瘤细胞数量虽占多数,却不能使小鼠形成肿瘤。

Hought on等[6]研究发现在慢性螺旋杆菌感染时,骨髓来源的干细胞会聚到胃黏膜处,并不断增殖,久之发生化生、不典型增生及癌肿。

Bau mann等[7]发现肝癌干细胞不仅可分化为肝细胞癌,还可能为胆管细胞癌,或者两者皆有的混合型肿瘤。

原发性肝癌在早期阶段受阻则表现为低分化肝癌,其表型介于肝细胞癌与胆管细胞癌之间;而在后期阶段受阻则表现为肝细胞癌或胆管细胞癌。

肝癌干细胞不同分化阶段和不同程度的分化受阻,决定了肝癌的病理多态性。

Heidt等[8]用人胰腺癌组织制成的细胞悬液中,候选干细胞标志CD44、C D24和ES A的表达率为3%～8%,在传代细胞中亦保持较为恒定的比例。

以C D44、CD24和ES A为表型分选细胞分别在6/9和3/11只小鼠中成瘤,而未分选的细胞需相应分选细胞数量的100倍始有肿瘤生长。

因此认为, CD44、CD24和ES A是胰腺腺癌肿瘤干细胞的标志。

Collins等[9]从前列腺癌组织中成功分离出表面标志为CD44+/α2β1hi/C D133+的肿瘤细胞,这种表型的细胞占来源恶性肿瘤细胞的013%～116%,具有克隆增殖及高度致瘤性,因此认为,C D44+/α2β1hi/C D133+表型细胞即为前列腺癌干细胞。

Kondo等[10]发现体外长期培养的肿瘤细胞系中也存在类似的肿瘤干细胞,称为边缘细胞群(side populati on,SP)。

这种SP细胞具有干细胞的特点,能够将外源性的染料转运出细胞而自身不被染色,普通细胞表面没有这种转运蛋白的存在而被染色。

并在C6神经胶质瘤细胞系、MCF7人类乳腺癌细胞系、B104神经母细胞瘤细胞系、Hela细胞系中分别找到了SP细胞,其含量014%～210%不等。

另外在室管膜瘤、皮肤癌、甲状腺癌、膀胱癌及肺癌等[11]也相继发现了与正常干细胞相似表型的肿瘤干细胞。

2　肿瘤干细胞的生物学特点肿瘤干细胞具有以下几个特点:①无限的自我更新能力。

肿瘤干细胞能够产生与上一代完全相同的子代细胞,并通过自我更新维持着肿瘤的持续生长;②分化潜能,肿瘤干细胞能够产生不同分化的子代瘤细胞,在体内形成新的肿瘤;③高致瘤性,即很少量的肿瘤干细胞即能在体外培养生成人集落,很少量的肿瘤干细胞注入实验动物体内即可形成肿瘤,而一般肿瘤细胞形成肿瘤非常困难,或需要大量细胞;④耐药性,肿瘤干细胞膜上多数表达ATP2bindingcassette(ABC)家族膜转运蛋白,这类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、核苷酸及固醇类等多种物质,使之对许多化疗药物产生耐药[12]。

目前认为肿瘤干细胞的存在是导致肿瘤化疗失败的主要原因。

3　肿瘤干细胞的起源关于肿瘤干细胞的起源目前有不同的观点和学说。

但大多数学者支持来源于正常干细胞的观点,认为肿瘤的发生是因为体内干细胞分化过程的停滞和阻断,细胞失去正常调控而停止在分化的某一阶段无限增殖形成。

肿瘤干细胞的形成也是一个多阶段的过程,也就是基因突变的捕获及累积的过程,包括遗传学及表遗传学的改变。

311　正常干细胞在特定的分化阶段停止分化或分化失常　正常干细胞存活时间长,有较多机会突变,并且可将突变传给子代细胞。

肿瘤干细胞与正常干细胞有许多共同的特性:①二者均具有自我更新和无限增殖能力;②均有较高的端粒酶活性以及扩增的端粒重复序列,而人类终末分化体细胞不具或具有极低的端粒酶活性;③正常干细胞具有迁移的特性,肿瘤干细胞具有转移的能力;④二者有许多相似的生长调控机制,如W nt,Shh,Notch途径。

正常干细胞在体内分化过程中受阻,细胞失去正常调控而停止在分化的某一阶段并无限增殖,最后形成肿瘤。

根据胚胎干细胞能生成畸胎瘤的事实,提示正常干细胞与肿瘤发生很可能存在着密切的关联。

312　成熟细胞的去分化　Uhrbom等[13]研究证实:缺失肿瘤抑制位点I N K4a2ARF后,已分化的星形胶质细胞可去分化为神经前体细胞,在致癌因素条件下很容易产生恶性转化引起神经胶质胚细胞瘤,由此看来,已分化成熟的细胞在某些关键基因突变的情况下也可能发生细胞的恶性转化,并变成肿瘤干细胞而获得成瘤能力。