肿瘤干细胞的秘密及研究现状
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肿瘤干细胞是一个相当新的概念，虽然20世纪60年代就有人提出了这个设想，但是一直到1997年才由博尼特等人首次从人急性粒细胞性白血病中分离出一些具有特殊表面标志的肿瘤细胞，被广泛认同为肿瘤干细胞。之后穆罕默德与克拉克等又成功的分离出了人类乳腺癌肿瘤中的肿瘤干细胞；僧伽罗等分离出了人脑瘤中的肿瘤干细胞；又有学者从胰腺癌分离出了肿瘤干细胞等等，之后肿瘤干细胞的家族越来越大，还有结肠、肝、肾等肿瘤都发现有肿瘤干细胞的存在。
肿瘤干细胞是什么？
肿瘤干细胞指的是肿瘤中具有自我更新能力并能产生异质性肿瘤细胞的细胞。
意思就是说：肿瘤干细胞就像是肿瘤的“种子”，一方面它可以自我更新，自己复制自己，无限繁殖；另一方面又可以在增殖的过程中变成其它种类的肿瘤细胞，侵袭、转移。
那么肿瘤干细胞从哪里来的呢？这里有两种说法：一是，原本潜伏在组织里的成体干细胞发生了变异，变成了肿瘤干细胞；另一种说法是，某些细胞发生变异后，干细胞化，变成了“特别坏”的肿瘤干细胞。这两种说法在科学界吵得不亦乐乎，两方面都有自己的实验证据，但也都不能得到完全证实。本来大家都已经倾向于是前者了，可是近年来诱导多能性干细胞的发现，又使大家有了新的思路。到底肿瘤干细胞从哪儿来呢？还需要我们的科学家继续不断地研究下去，毕竟这个领域还是一个新兴领域，还有很多很多的空白需要填补。
组织中的肿瘤干细胞
不管肿瘤干细胞从哪儿来，它们都是一群“非常坏”的细胞，因为它们是肿瘤发生、发展和维持的基础。它们的数目非常稀少，一般只占所有肿瘤细胞的0.1%~1.0%，但成瘤性却很高，是普通肿瘤的几百倍；它们还可以多向分化，形成各种不同的肿瘤，只要肿瘤干细胞到达一个新的组织或区域，肿瘤的转移就是不可避免的了；它们还很“狡猾”，对放疗、化疗不敏感，它们拥有与正常干细胞一样的本领，在它们的细胞膜上有一类特殊的分子泵，可以排出进入细胞的化疗药。所以就算我们用放、化疗杀死了大部份的肿瘤细胞，只要还有肿瘤干细胞的漏网之鱼，肿瘤就还会复发，这也解释了为什么肿瘤复发率会那么高的原因。
在对肿瘤干细胞的研究过程中，产生了一种新的肿瘤发生理论，称作有序构成理论。这个理论认为：人体的肿瘤细胞是由一系列表型功能各异、处于不同成熟阶段的细胞有序的构成的，而肿瘤干细胞则处于这一构成的最上游。就是说肿瘤的发生就像一个大型企业或机构，有着明确的组织结构和分工，而肿瘤干细胞则是“高层”。可以打个比方,就像基地组织和本·拉登。
为什么要研究肿瘤干细胞？
作为一种非常“坏”的细胞，肿瘤干细胞具有与其他成体干细胞一样的特性和能力，而正是因为有了这些特性和能力，肿瘤干细胞才具有那么大的破坏力。套句蜘蛛侠里的话，这叫“能力越大，祸害越大。”
首先，肿瘤干细胞与其他的正常成体干细胞一样，通常处于相对静止或者说相对休眠的状态，而当前临床上常用的抗肿瘤药物都是针对正在迅速分裂的细胞的（大多数肿瘤细胞都有分裂特别迅速这个特点）。
其次，多数成体干细胞都表达一类蛋白，可以参与细胞内化疗药物的转运，比如三磷酸腺苷结合蛋白药物转运子，这类基因的表达产物在正常的干细胞中可以帮助干细胞抵抗环境中的不利化学因素的影响。但当我们要用化学药物去杀死危害我们的健康的肿瘤干细胞时，这个功能却使肿瘤干细胞可以轻易地逃逸。
第三，机体为了让干细胞能够稳定的“休息”，往往会给它们制造一个小小的“安乐窝”，我们称之为“龛”。这些龛有着良好的细胞外基质，起着屏障的作用，既使干细胞不容易接触到化疗药物，又在龛中形成一种低氧的小环境，避免因射线引起的DNA损伤。这些对干细胞的“照顾政策”同样也适用于肿瘤干细胞，致使肿瘤干细胞更容易从化疗、放疗中逃逸。
第四，干细胞都具有很强的端粒酶活性和很强的DNA修复功能，这样，即使放、化疗伤害到了它们，它们也有本事进行修复，继续自己的“幸福生活”。
第五，我们都知道，干细胞是作为储备细胞而存在的，当机体需要它们的时候，才会被动员起来，增殖分化成我们需要的细胞。在这个过程中，干细胞必然会从原来待着的地点转移出来，一路前行，直到需要它的地方才再次定居。肿瘤干细胞也具有这样的能力，但这个能力一旦配备到肿瘤干细胞身上就悲剧了，因为这就是肿瘤转移的原因啊！肿瘤干细胞因此具备有极强的转移能力和侵袭能力。
最后，肿瘤干细胞还有一项特殊的能力，它可以在低氧的环境下可以出释放大量的血管内皮生长因子，这种蛋白可以促进附近的组织中长出新生的血管。这有什么用呢？俗话说“兵马未动，粮草先行”，血管就是为肿瘤组织提供粮草的生命线。肿瘤干细胞可以为自己产生更多更大的血管，以获取更多的营养物质，保证自己的生长。
因此，研究肿瘤干细胞的意义特别重大。首先，我们要研究肿瘤干细胞是从哪里来的？到底是成体干细胞发生了突变，还是普通细胞重新幼稚化变成了干细胞？从而阻断它的来源；其次，我们可以研究不同种类的肿瘤干细胞的表面标志，不但能够在体外分离研究它们，更重要的是给治疗提供靶点；第三，我们还可以通过诱导肿瘤干细胞分化，使其失去自我更新的能力来治疗肿瘤，比如现在已经在临床上使用的维甲酸，就是通过这个机制来治疗急性早幼粒细胞白血病的；最后，科学家们还在研究是否能够让肿瘤干细胞“改邪归正”, 使其逆转恢复成正常的干细胞或普通细胞。
以肿瘤干细胞为靶点的抗肿瘤治疗的研究是当今肿瘤研究中的重点，它为人类认识肿瘤的发生机制和肿瘤的防治提供了一条最具有挑战的可能和希望。
附文献
肿瘤干细胞的研究现状
作者：步步先生 IVY stem cell/PUMCH
摘要：肿瘤干细胞（cancer stem cells，CSCs)模型，做为一种解释多种肿瘤产生表型和功能异质性的细胞学机制，已经建立起来。最近的研究却突显了这一模型具有相当的复杂性和挑战性：肿瘤干细胞的表型在不同病人间可以有很大的差别；同一肿瘤内也可能含有多种表型或基因型完全不同的肿瘤干细胞；转移性肿瘤干细胞可能从原发性肿瘤干细胞进化而来；并且肿瘤干细胞也可能会发生可逆的表型变化。虽然有研究者质疑是否存在真正的肿瘤干细胞，但越来越多的证据表明肿瘤干细胞模型是建立在坚实的实验基础之上，而且（不同实验得出的）肿瘤间肿瘤干细胞比例的差异反映了肿瘤类型、肿瘤进展期和所用评价宿主动物的不同。但是，确实有证据显示肿瘤干细胞和其分化的子代细胞（non-CSCs）间可能产生相互转化（可塑性）。如果这种可塑性确实存在，将对肿瘤干细胞模型和将来的肿瘤治疗产生重大影响。
一．肿瘤干细胞的起源和概念：
肿瘤干细胞理论的提出和证实源于对白血病的研究，早在20世纪30年代，Furth andKahn (1937)就将小鼠白血病的细胞种植到同系正常小鼠内，并发现约5%的移植能够成功［1］。Bruce 和VanDer Gaag（1963）首次在体内定量了具有克隆形成能力的淋巴瘤细胞的比例，显示大约1%的移植细胞具有克隆形成能力［2］。1997年，Bonnet和Dick等从白血病患者体内分离出一类表面标志为CD34＋CD38ˉ的细胞，此类细胞具有明显的增殖分化、自我更新能力，可在非肥胖型糖尿病/重症联合免疫缺陷（non-obese diabetes/serve combinedimmunodeficiency，NOD/SCID）小鼠体内形成白血病。这类细胞比例很小，约0.2%，而其它类型的白血病细胞不能在NOD/SCID小鼠体内长出肿瘤。这证实了白血病干细胞的存在并明确地提出了“白血病干细胞（leukemia stem cell，LSC）”的概念［3］。
在此之后，在实体肿瘤中，如乳腺癌［4］、脑瘤［5］、结肠癌［6］、胰腺癌［7］、恶性黑色素瘤［8］、肝癌［9］、肺癌［10］、前列腺癌［11］和卵巢癌［12］、胃癌［13］等，相继成功分离了肿瘤干细胞。
2006年，美国癌症研究协会（American Association for Cancer Research，AACR）
明确提出了肿瘤干细胞的定义：肿瘤内具有自我更新能力并能产生肿瘤内所有异质性细胞的细胞（群）［14］。目前较为公认的肿瘤干细胞的评判标准是：1）在异种移植中，能够形成与原发性肿瘤一致的肿瘤；2）能够在连续的异种移植中形成肿瘤，从而证明其自我更新（再生）的能力；3）能够产生分化的子代细胞，这些子代细胞虽然具有增殖能力，但不能（在异种移植中）形成肿瘤，因为这些子代细胞已失去了自我更新（再生）能力(non-CSCs)。
必需指出的是，肿瘤干细胞定义的核心是强调了其两个最主要的特征：即自我更新能力和重新形成（传播）肿瘤的能力，并没有说明肿瘤细胞的来源（cell of origin of cancer）。一般认为，肿瘤干细胞来源于正常组织干细胞（normal tissue stem cells），但亦有实验显示肿瘤干细胞来自于分化的组织细胞，这些细胞通过某些去分化的突变而成为肿瘤干细胞。因此，肿瘤干细胞和肿瘤起源细胞（tumor initiating cells）是两个不同的概念。
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；③高致瘤性，即很少量的肿瘤干细胞即能在体外培养生成集落，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：肿瘤干细胞具有耐药性有几个原因。首先，多数肿瘤干细胞处于静止或休眠状态，不处在细胞的分裂期；其次肿瘤干细胞膜上多数表达ATP-binding cassette(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。第三，肿瘤干细胞的DNA修复能力非常强大。目前认为肿瘤干细胞的存在是导致肿瘤化疗和放疗失败的主要原因。
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编辑：步步先生
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回复Treg：免疫细胞家族成员：Treg细胞
回复B：免疫细胞家族成员：B淋巴细胞
回复M：免疫细胞家族成员：巨噬细胞
回复Th：免疫细胞家族成员：辅助T细胞