癌干细胞理论与应用
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第七章 肿瘤干细胞的信号通路与调控

肿瘤是一类容易复发和转移的恶性疾病。失控性生长是肿瘤的重要特征之一,但是肿瘤块中只有极少数肿瘤细胞可以重建肿瘤。这一部分具有自我更新(self-renew)和分化(differentiation)能力的细胞,被称为肿瘤干细胞(cancer stem cell,CSC)。在体外实验中,肿瘤干细胞可以分化产生各类肿瘤细胞、形成非黏附的球体。体内实验中,与非肿瘤干细胞相比,肿瘤干细胞在小鼠中具有更强的致瘤性。由于CSC重建肿瘤的特性和能力,CSC不仅在肿瘤的发生过程中至关重要,而且与肿瘤的侵袭转移、耐药和复发密切相关。因此靶向干预肿瘤干细胞正在成为肿瘤研究领域中新的热点。

关于肿瘤干细胞的来源尚无定论。近年来,越来越多的证据表明干细胞和肿瘤干细胞都具有自我更新和分化的能力及共享一些信号传导通路的特点。更有研究直接证明正常干细胞的突变,可以在短时间内高效地形成肿瘤。此外,干细胞是可以长期存在的细胞,这也为突变的积累提供了时间上的可能。另一方面,上皮间质转化(EMT)可以使上皮细胞表达间皮样标志物,甚至表达干细胞标志物及特性,这使得上皮去分化并转化成CSC成为可能。

特定的微环境(stem cell niche,干细胞龛)在干细胞特性和功能的维持上发挥着决定性的作用,胞外的信息通过多种信号通路参与肿瘤干细胞功能的调节。由于与干细胞的相似性,CSC与正常干细胞有着相似的信号传导通路调控,如Wnt、Notch、Hedgehog、TGF-beta及Nodal通路等。本章我们将着重讨论目前研究较多的Wnt、Notch、Hedgehog通路,及其如何调节肿瘤干细胞并参与肿瘤的发生发展,以及这些通路上可能的治疗靶点。