文摘

乳腺癌是女性发病率和死亡率的主要原因主要是因为乳腺肿瘤转移的倾向。越来越多的实验证据表明,癌症干细胞(二者)可能导致肿瘤的进展和转移扩散。然而,尽管巨大的临床潜力的细胞和可能的治疗管理,二者的真正性质还有待阐明。从目前了解正常的乳腺干细胞/祖细胞,更好的定义来源于肿瘤的细胞或负责转移性传播,本文将讨论乳腺癌干细胞的实验证据和推测的临床重要性和影响的评估。

1。介绍

尽管诊断和临床管理重大进展,乳腺癌是女性发病率和死亡率的主要原因(1),主要是由于原发性乳腺肿瘤转移的倾向区域和遥远的网站如淋巴结、肺、肝、骨和大脑(2]。当原发肿瘤检测和去除之前发生转移,预后可能好,无病生存的几率很高。然而,如果癌细胞从原发肿瘤已经开始传播和扩散到其他器官,目前治疗策略在很大程度上取决于系统的细胞毒性药物的使用,经常导致严重的副作用的病人,在许多情况下,不会产生长期的成功。

这个临床场景更为复杂的浸润性乳腺癌表现出广泛的形态类型、分子资料和临床行为。不仅有一个大变化的性质之间的细胞类型癌症,但即使是在一个显著异质性肿瘤表型和基因型可以观察到(3]。基于增长模式和肿瘤细胞的细胞学特征,侵入性乳腺癌是由世界卫生组织分类为18个不同的组织学亚型,它们与不同的临床相关的行为。除了形态学,浸润性乳腺癌也可以分类根据其增殖潜能(评估,例如,Ki67表达式)或生物因素如激素受体的存在(雌激素(ER)和孕酮(PgR))或超表达HER2 / neu目前用于临床实践来预测预后和响应/抗细胞毒性和/或激素治疗(4- - - - - -6]。

理解分子这种异质性的原因因此具有至高无上的重要性不仅对新治疗方法的发展,也为更好的乳房肿瘤发生和转移的生物学基础知识传播。为了解决这些问题,在过去的十年中,科学家们利用创新的技术战略和接近新的有趣的方向旨在定义单一肿瘤的遗传和表观遗传剖面和更好的定义来源于肿瘤的细胞或负责转移扩散。特别是,调查人员将注意力集中到了假设乳腺癌可能是一种干细胞疾病,因组织干细胞/祖细胞或由细胞具有干细胞特性(7]。

2。乳腺干细胞/祖细胞的分离和表征

成人,细胞损失,相关的生理组织营业额,补偿由特定细胞的活动,称为干细胞,所以定义为他们的自我更新能力和分化产生的全部曲目细胞组成一个给定的组织。自1983年以来,这些干细胞的存在也被假定在乳腺细胞动力学解释潜在的形态变化在一个女人的一生,尤其是怀孕期间和之后(8]。

一般来说,正常的识别和纯化干细胞是困难的任务,因为缺乏组织干细胞的起源和缺乏stemness-specific形态学特征。因此,动物模型已经使用,小鼠模型,特别是,提供了相关的数据来提高我们对乳腺细胞生物学的理解和澄清的干细胞/祖细胞和分化细胞车厢在乳腺9,10]。然而,从老鼠不能直接应用到人类所获得的信息(如小鼠独有的细胞表面标记的情况下)或可能不会及时翻译给人类,在造血领域众所周知,相反的表面抗原剖面观察人类(CDCD)对小鼠(CDCD)。现在已经发展了几个体外策略隔离并描述人类乳腺干细胞/祖细胞的特征,基于微分的某些细胞表面标记物的表达,形成mammospheres,荧光染料的使用。

2.1。细胞表面标记

第一个实验证据的存在人类乳腺干细胞/祖细胞体外分离得到的多功能上皮细胞,从正常成人胸部,根据他们不同的muc 1糖蛋白的表达,马蹄莲/ CD10, epithelial-specific抗原(ESA)。使用这些标记,两个上皮细胞祖人群区分,对应两个组件正常乳腺(肌上皮细胞的基底层,形成管道上皮细胞衬管的内腔,形成肺泡)[11- - - - - -13]。随后,Gudjonsson et al。13],从以前的研究[14体内),提供的证据的地貌成因的潜力——工作/ ES分组人口,给这些细胞在裸鼠皮下接种疫苗后pre-embedding在胶原凝胶和基底膜基质的混合物。

2.2。Mammosphere形成

确定一个人类乳腺干细胞/祖细胞亚群,Dontu et al。15)采用类似的策略用于初级神经细胞和基于浮动球殖民地的形成用于定义和测量干细胞的行为。事实上,相反的教条anchorage-dependent上皮细胞生存,人类乳腺上皮细胞的单个细胞悬浊液,通过机械/酶分解,令人惊讶的是在悬架幸存下来并生成浮球殖民地,称为不依从mammospheres(15]。mammospheres包含大量的未分化的细胞,一旦脱离集群,能够产生新的multilineage殖民地,分化条件下培养时,在3 d文化,重建一个功能性的乳腺。然而,这种cytospheres的内在动力,从常规化验,介绍了几种混杂因素,在最近的一篇论文报道Singec et al。16)强调了需要使用更精确的条件评估单克隆,号码和干细胞的命运。尽管球体形成可能代表一个有用的培养工具,它不是特定于干细胞特性;任何分裂细胞从几乎任何组织将形成漂浮细胞集群,当无血清培养系统在和不依从衬底,由于主要在细胞间的粘合度。可能发生自发球融合在正常和肿瘤领域的文化。此外,在同意Singec et al。16mammospheres),我们观察到,据说multilineage祖细胞丰富,有一个非常短的生命周期(约3 - 4周),使得它难以定义的细胞构成他们是真正的乳腺干细胞,长寿的定义。的所有这些批评,这实验的方法,基于能力的乳腺干细胞生成克隆mammospheres anchorage-independent文化条件下,定义“代孕干细胞试验”(17]。

2.3。荧光方法

克服挑战由具备干细胞标记的有限的可用性,利用干细胞来挤压染料的能力,例如,赫斯特- 33342 dna结合蛋白染料或罗丹明因为一些膜转运蛋白的过度表达,如22或乳腺癌抗蛋白质(BCRPs) [18,19),荧光染料用于识别和隔离了流式细胞术的一小部分细胞应该干祖细胞(20.]。这个细胞分数,相当于总人口的0.2%左右,被称为一边人口(SP)。

然而,一些批评这样的排序技术提出了近年来主要的毒性分析中使用的染料(21)和高试验所需的可变性与技术相关的修改每个单元人口正在研究;这些局限性阻碍了比较不同研究的结果和影响细胞选择体外和体内生长实验。此外,最近的研究结果从两个畸胎癌细胞系表明,赫斯特治疗,表现在对SP染色分析,可以影响细胞分化,暗示其他潜在并发症的解释数据22]。

最近,另一种方法,基于乙醛脱氢酶(ALDH)活动,已被建议作为一个有前途的替代来识别和描述人类乳腺干细胞/祖组件在乳腺23]。ALDH,细胞内氧化醛解毒酶,是一种公认的候选人具备干细胞的标志,因为它是造血和神经干细胞/祖细胞中高度表达。它的存在可以通过ALDEFLUOR评估工具:明亮荧光ALDH-expressing细胞很容易检测到绿色荧光流式细胞仪的通道。使用这种方法,Ginestier et al。23)表明,ALDH-positive细胞形成mammospheres效率高(%),放入96 -孔板细胞(1 /),并显示干细胞特性的bilineage体外分化和产物潜在接种在人源化小鼠的乳腺脂肪垫。然而,尽管这些发现表明,只有ALDH-positive细胞乳腺干细胞的表型和功能特点,免疫染色的组织部分使用单克隆抗体ALDH的第一个对碘氧基苯甲醚(ALDH1)没有发现任何重叠的表达一些标记(例如,CK5/6和CK14),之前与未分化的乳腺上皮细胞,可能由于这个人口的短缺。分析执行mammosphere部分表明ALDH1-positive细胞代表总数的大约5%的细胞群,并表示CK5/6或CK14,支持假设ALDH1-positive人口代表干细胞/祖细胞(13,15]。

不幸的是,由于突出了这些不确定的结果,努力净化成体干细胞从人类乳腺迄今为止被阻碍,一方面,缺乏特定于未分化的细胞表面标记或分化的乳腺细胞,另一方面,由于缺乏合适的体内化验测试干细胞特性,与人类乳腺癌干细胞的结果尚未广泛的特点。

3所示。癌症的传播模型

解释为什么不是每个细胞在肿瘤能够维护和/或再次启动肿瘤生长,两个模型提出了固体肿瘤的异质性:克隆进化模型(图1(一))和癌症干细胞(CSC)模型(图1 (b))[24- - - - - -26]。

的两个主要方面克隆进化模型,阿普于1976年首次提出(27),(1)多样性肿瘤是由于细胞的遗传不稳定和(2)选择最有利的表型。在这方面,干细胞或分化细胞特征(包括自我更新能力)只是简单的表型和,因此,可以改变的。根据这个模型,任何癌细胞可能成为入侵,导致转移或对治疗产生耐药性,导致复发。

的癌症干细胞(CSC)模型(图1 (b))指出,特定子集的肿瘤细胞具有干细胞的特性,叫做“肿瘤干细胞”,驱动肿瘤起始,进展和复发。因为二者都普遍认为起源于正常干细胞或祖细胞,干细胞在组织的识别是至关重要的,了解肿瘤的发生。根据定义,二者具有无限自我更新能力和分化,从而导致生产的所有细胞类型组成一个肿瘤,肿瘤发生的和nontumorigenic细胞。但后者缺乏无限的自我更新能力和繁殖能力的不同细胞分群肿瘤体积(28,29日]。因此,该模型表明,这种罕见的存在肿瘤起源细胞,细胞组成的异构混合肿瘤,对于肿瘤进展和转移性传播是至关重要的29日,30.]。而CSC模型的致癌作用的上下文中描述了系统恶性肿瘤早在1930年代,直到最近它被扩展到固体肿瘤,在过去的十年里,几项研究已经提供了证据,也可能存在于实体肿瘤包括脑肿瘤的(31日)、肺(32)、前列腺癌(33),结肠(34),肝脏(35),胰腺(36),和乳房37]癌、黑色素瘤(38]。

在乳腺肿瘤发生CSC模型似乎也支持的临床观察表明,尽管乳腺癌患者可能有成百上千的单一传播肿瘤细胞在血液中检测到,只有一个非常小的比例的细胞发展形成明显的宏观转移(39),转移性肿瘤倾向于复制的异质性,原发肿瘤(40]。二者以来,应该负责化疗和抗辐射性观察到在一些实体肿瘤(41,42),CSC模型可以解释这样一个发现二者的能力逃避细胞毒性药物,通过高表达特定的药物转运蛋白,通过增加DNA修复和抵抗放射治疗活动。

不幸的是,细胞起源的决定性证据CSCs-they可能出现从轴承正常居民干细胞在组织恶性肿瘤或转换祖细胞,获得干细胞self-renewal-remains难以捉摸的能力,是一个激烈争论的话题以及试验研究。事实上,如果这些细胞起源于正常干细胞,肿瘤细胞可以利用现有的监管干细胞的自我更新途径。另一方面,如果这些细胞来自于成熟,分化细胞,多种致癌突变,影响分化和自我更新路径所需的细胞成为肿瘤发生的和转移性43,44]。可以说,成熟细胞寿命非常有限,因此不太可能所有必要的突变可以发生在相对较短的这些细胞的生活。相比之下,无限的自我更新能力正常的干细胞可以使他们积累必要的突变,尽管干细胞教条的明显的矛盾,根据干细胞维持其DNA常数通过对称分裂26,45]。因此,而CSC模型是高度层次与一个独特的自我更新的细胞类型在先端,克隆进化模型属性的intratumor subclonal突变剖面的差异和变化意味着所有细胞,除终末分化的可能自我更新能力。尽管如此,克隆进化和CSC模型例如,分享一些方面:在肿瘤起源于单个细胞,获得了多个突变和获得无限增殖潜能。这表明肿瘤异质性可以解释为一个新版本的克隆进化模型,其中包括一些功能CSC的假说(26]。

一个更有趣的模型来解释肿瘤持续增长的本质是现在新兴的CSC模型。根据这个新模型(图2),肿瘤可能最初是由罕见的二者(CSC1)。随后的突变,提高自我更新能力,可以创建一个占主导地位,更积极subclone (CSC2),与一个表型方面不同于原始CSC。然而,如果CSC2 subclone不显示“干细胞”属性,它不应该能够启动肿瘤的高频(46]。

虽然转移的主要原因是杀伤力在乳腺癌患者,转移性传播是一个非常低效的过程,因为很少的细胞成功殖民遥远的网站。提供的这个效率低下是一个可能的解释CSC模型,根据遗传和表观遗传机制可能产生,在原发肿瘤,癌症干细胞自我更新的转移(协会)的特点是一个immunophenotype不同CSC推动肿瘤发生(图3)。这是建议的观察,在转移性网站,一些与自我更新细胞亚种群特征显示细胞表面标记剖面不同起源的CSC原发肿瘤(47]。通过一系列的入侵过程,这种新的作subclone进入血管并在远隔器官根据“种子和土壤”假说。

4所示。乳腺癌干细胞的分离和鉴定

由于越来越多的证据和根据CSC模型假定一个组织干细胞/祖细胞作为肿瘤的起源,采用一些方法来隔离和培养正常的乳腺干细胞/祖细胞也被应用于乳腺癌组织。然而,可能会有偏见,内在的技术应用,影响实验重现性。事实上,一些技术方法,包括强烈的乳房组织必要的酶消化分解乳腺周围的结缔组织,可以对细胞造成损害或损失的一些特定的表面标记,阻碍了假定的二者独特的识别标记(作者的未公开的数据)。此外,由于细胞复苏从固体组织通常是低(很少超过10%),获得的样本可能不代表原始的病变,由于罕见肿瘤存在二者的质量,实际二者可能会丢失,而其他细胞可能会误认为是二者(26]。

第一个实验假定二者存在的线索来自于观察,即便使用不灭的癌症细胞系,大量的细胞(在范围内)必须注入实验动物发起一个肿瘤,尽管如此,只有一个非常小的比例的这些细胞会形成转移(48]。额外的实验研究表明,虽然早期对血行转移步骤(内渗、生存、逮捕和外渗)可以非常有效,超过80%的细胞成功的完成转移过程在这一点上,只有一小部分的这些细胞(即。,约为2%,根据实验模型)可以启动增长(即微转移,一个更小的子集。,约0.02%,这取决于实验模型)能够坚持和成长为宏观肿瘤。这表明最初的增长的结果代表了关键的决策阶段。

4.1。表面标记

具备干细胞特异性标记的识别后造血肿瘤,也取得了可观的进展的说明乳腺癌干细胞的生物学特性。哈吉et al。37]首先显示显示干细胞细胞群的存在属性,特点是细胞表面标记资料CD/ CD/李,在坚实的组织和胸腔积液的患者在晚期转移性乳腺癌。这种表型显示10 - 50倍增加形成肿瘤的能力在NOD / SCID小鼠未分离的肿瘤细胞。此外,作者证明了细胞与这样一个特定的细胞表面抗原概要文件可以成功有效地成长为在免疫缺陷小鼠肿瘤异种移植;最高的能力形成肿瘤注射后观察与ES 200个细胞/ CD/ CD/李表现型。

然而,ESA的异构表达模式,CD44和CD24,,通过流式细胞仪分析发现在二级病变,支持裁谈会的假设/ CD/李概要文件可以假定的乳房CSC表型的标志,因为它概括的异质复杂性的肿瘤被孤立。这种假设可以通过一项研究,证实了因斯et al。49)观察到的存在两个不同的乳腺上皮细胞的数量在一个病人的肿瘤。只有一个人口myoepithelial-like和异构能够引起肿瘤组织学和肿瘤发生的,当注射到免疫缺陷小鼠的乳腺脂肪垫。

4.2。荧光方法

与正常乳腺干细胞相似,二者也被调查根据他们的乙醛脱氢酶(ALDH)活动的表达。Ginestier et al。23]分析了ALDEFLUOR-positive人群隔绝的致瘤性两个转移性和两个主要浸润性导管癌(3三倍- tumors-ER-negative、pr阴性和HER2-negative-and雌激素受体阳性,pr阳性,和her2阴性肿瘤),移植到免疫缺陷小鼠的人性化清除脂肪垫,立即手术后没有以前的培养。执行测试致瘤性、细胞分类在动物的早期文章,为了减少变化引入的异种移植模型。ALDEFLUOR-positive细胞代表总数的3%到10%的细胞群,和500阳性细胞能够产生肿瘤只有40天。值得注意的是,随之而来的面前ALDEFLUOR-positive表型和前面描述的乳房CSC表型(CD/ CD)是观察小细胞分数的三个三阴性肿瘤(范围0.08 - -1.16%),而肿瘤细胞产生从一个转移性肿瘤(胸腔积液)显示高重叠细胞分数的百分比(1.16%)产生副产物从只有20个细胞。相反,ALDEFLUOR-negative细胞,尽管轴承CD/ CD表型,没有肿瘤发生的,即使50 000细胞/脂肪垫被植入。这表明,随之而来的ALDEFLUOR-positive和CD/ CD表型可能描述祖细胞增殖的潜力。在评估的潜在使用ALDH1检测恶性乳腺干细胞/祖细胞原位乳腺癌组织部分,Ginestier et al。23]发现ALDH1表达式与histoclinical参数,建议使用这个标记作为一个强有力的预测临床疗效不佳。迄今为止,因此,ALDEFLUOR测定,克服了有限的可用性CSC-specific表面标记,似乎代表了关键的工具隔离高肿瘤起源细胞群的能力或在正常组织细胞具有干细胞特性,允许干细胞/祖细胞的身份参与正常的乳腺发育,可能在肿瘤的转换。

至于使用赫斯特33342年人口和识别二者检测边,从而绕过缺乏公认的表面抗原标记,有几个限制新兴除了技术批评描述正常乳腺干细胞隔离的方法;它们包括低细胞从肿瘤组织中复苏并不能反映整个群癌细胞,染料的毒性,排除了其使用功能CSC化验体外和体内50]。

4.3。自我更新途径

自由正常干细胞和二者共享的另一个特征是自我更新的能力,放松管制的关键通路参与这样一个关键的细胞功能被认为是与乳腺癌致癌作用和更彻底地调查。实验证据表明,乳腺致癌作用,和其他固体器官,可能导致干细胞或祖细胞的转变,因为自我放松的途径,包括切口,Wnt,刺猬,转录因子Bmi1 [51),表明自我更新的目标路径可能提供一个特定的方法来消除二者(52]。然而,在开发和测试化合物对假定的二者,一些必须面对不确定性和阐明,首先二者的可能不稳定,可能阻碍特定的细胞定位。

5。限制异种移植的方法

有几个限制使用异种移植化验证明“具备干细胞”。最相关的是肿瘤生长和干细胞表型不仅取决于肿瘤细胞的内在特征,也影响细胞生长的微环境。在这方面,动物实验模型中的异质性并不能证明正常或恶性干细胞进行不对称分裂只是反映了细胞表面抗原表达的变化引起的环境条件。简单地将肿瘤细胞注射到小鼠体内没有测量所需的时间的延迟形成一个明显的肿瘤可能导致得出错误的结论对自己绝对的致瘤的潜力,这可能是受环境条件的影响。CSC调查的另一个重要的限制是使用登体内模型的效率。众所周知,异种移植效率不及同源的移植,因为动物生长因子的存在,相当于人类受体和互动提供混杂刺激移植人类干细胞/祖细胞。在最近的一篇论文,凯利et al。53],挑战CSC假说,提出,异种移植可能选择一个占主导地位的克隆能够生存和维持肿瘤的结果在一个陌生的环境,并强调执行使用细胞致瘤的分析的重要性排序从病人的肿瘤,避免细胞变异和选择的主要细胞亚群,在动物经过几个连续的段落,而大多数的细胞死亡由于缺乏适当的支持因素。

至于乳腺,为了研究人类乳腺癌致癌作用,它是建立一个模型系统的核心,更准确地概括啮齿动物的正常乳腺上皮发展。癌症细胞,这样一个系统也应该与源肿瘤病人的临床行为。然而,人类乳腺上皮细胞的能力在鼠乳腺脂肪垫是一个常数问题。

两个物种的重要性,和组织的影响研究中强调了Kuperwasser et al。54),这表明,尽管在小鼠可以生成发展人性化的乳腺脂肪垫,重新繁衍频率在正常乳腺干细胞仍然相对较低。这表明,接种细胞的一些标记的表达可能是受循环或国产种只感染动物的因素的影响。例如,雌性激素被发现深刻影响er阴性乳腺癌细胞的生长,因为循环鼠标雌激素导致招聘骨骨髓来源的基质细胞和促进了维珍小鼠肿瘤的生长55]。

然而,尽管有这些限制,异种移植模型体内致癌研究仍然是必不可少的工具。同时,巨大的挑战在干细胞调查的标准化将整个肿瘤原位模型大部分可能来自一个明确人类乳房CSC的特征。

6。问题建立乳腺癌细胞系

尽管迄今为止获得有趣的结果,使用建立乳腺癌细胞株作为实验模型,收集数据对二者并不是没有缺陷,其中最主要的一个是尝试应用干细胞概念乳腺癌细胞系。建立细胞系,事实上,在人工培养条件(根据实验模型)对许多代,与血清引起的不可避免的风险选择媒体模糊了肿瘤发生的之间的区别和nontumorigenic克隆。例如,体外培养条件,如经济增长有或无血清培养基,可能导致发现non-CSCs和二者之间的功能差异,包括不同的增殖活动。

不太可能所谓的“肿瘤干细胞”源自建立细胞系是构成一个肿瘤干细胞。更有可能的是“干细胞组件”表示负责维护细胞的线实际上是只有一个族群high-proliferative率,能够形成克隆聚集在额外的技术,例如,逆转录病毒标记(16]。因此,CSC的概念扩展到细胞系可能误导和谢里丹等报告的结果。56]。在一系列建立乳腺癌细胞系(mda - mb - 231, tmd - 436, Hs578T, SUM1315, hbl - 100和mda - mb - 468),作者观察到的比例高(> 30%)的CD/ CD细胞中高效启动肿瘤在实验设置,并认为这些细胞系是主要由癌症干细胞。然而,由于CD/ CD表现型已被证明是不足以提供干细胞属性(23),这样一个浓缩的CD/ CD表型在建立细胞系可以假设是一个净化标记没有功能影响。至关重要。因此,证明这样一个族群,包含在乳腺癌细胞系和显示一个假定的干细胞表型,二者的功能特征:自我更新和分化能力。等待这些确认以及更多的标准化协议二者的隔离和扩张组织,建立乳腺癌细胞系模型仍然是一个有用的实验工具来测试药物,抗辐射性,表面抗体标记与假定的干细胞表型。

7所示。微环境和干细胞利基

尽管体内模型的广泛使用,人类肿瘤细胞的免疫缺陷小鼠注入,重大挑战与二者等待在实验设置,主要是有关生物和技术复杂性与识别、量化和纵向监测二者在复杂的体内环境。特别是,如前所述,异种移植可能未能揭示肿瘤growth-sustaining细胞,因为不同的微环境排除了基本与支持细胞的相互作用。最近所示一个优雅的研究Naumov et al。57],许多人类肿瘤细胞系,曾被描述为“nontumorigenic”(包括乳腺癌细胞株mda - mb - 436),是潜在的肿瘤发生的但休眠状态。事实上,当这些细胞注射到动物和被允许种植的时间长得多的时间比正常的肿瘤生长试验(12个月),自发肿瘤最终开始发展最初的休眠阶段后,切换到一个血管生成表型。因此,这项研究提供了一个概念性的框架方法的问题需要一个支持性的微环境肿瘤CSCs-involving研究产物。

在成人中,正常干细胞驻留在一个叫做干细胞生理上独特的微环境利基市场。这个利基市场,主要由成纤维细胞和肌上皮细胞,为干细胞提供了一个物理锚定网站通过连接干细胞细胞外基质的粘附分子。支持细胞作为枢纽定位划分干细胞利基子细胞之一,而另一个出口利基和经历交通放大随后分化(58,59]。在正常生理条件下,利基提供精细控制细胞增殖,通常通过旁分泌平衡增殖和凋亡因素,因此仍未分化的干细胞数量和大小保持不变(60,61年]。利基市场内的效应器调解异形的细胞相互作用包括一系列的可溶性因子和细胞表面受体。有趣的是,其中的一些分子,包括Wnt一级,TGF -β骨形成蛋白(bmp),和其他(62年- - - - - -65年),已知参与肿瘤的发展,和新兴数据支持的想法“癌症干细胞利基”也可能存在,这与这些肿瘤利基可能维持肿瘤细胞的自我更新的人口(66年]。改变影响基质细胞,如当地修改组织慢性炎症引起的体内平衡,可以促进上皮肿瘤的形成,和最近的论文描述了一代成纤维细胞的多能干细胞。这一证据支持癌症的可能性可能来自几个突变居民组织干细胞/祖细胞,甚至导致干细胞分化的细胞表型(67年,68年]。事实上,如果信号通路特异表达,利基可能转化成一个微环境,有利于控制改变干细胞群的增殖和扩张。类似地,癌症干细胞可以假设潜伏在转移性网站,直到被异常激活信号的微环境(66年]。

目前,在解剖学上的证据和/或生理专业环境,构成真正的CSC利基是稀缺的,和身份小鼠乳腺内的干细胞利基尚未定义。相反,一个假定的干细胞利基产生至少三个谱系限制性细胞类型干细胞外区已被确定在成年人类乳房28]。最可能的位置定位在成熟的腺导管,在原位分析确定了狭窄的地区的静止细胞染色为假定的干细胞标记包括硫酸软骨素,K6a, CK15, SSEA-4 [69年]。然而,到目前为止公布的数据并不排除可能存在的其他领域或型号的利基。特别是上干细胞利基的模型包括三个不同的细胞类型:雌激素受体阳性传感器细胞,EGFR-positive基质细胞和er阴性干细胞。他们可以保持静止,直到他们被雌激素开启。雌激素,雌激素受体阳性传感器细胞合成和分泌amphiregulin激活EGFR-positive基质细胞进而激活er阴性干细胞(70年),虽然基质的身份因素与上皮干细胞利基的组件交互还有待揭示。此外,干细胞利基市场在不同组织之间的相似之处仍然知之甚少,特别是组织干细胞是否可以在其他器官受到干细胞利基市场或是否亦然异位间充质干细胞可能在乳房利基和影响其行为。研究Hochedlinger et al。71年)支持了这样的观点,即恶性基因组可以重新编程展览在常规表型当转移到一个新的生物背景,而Blanpain et al。72年)报道,上皮干细胞可以生成自己的微环境。肿瘤细胞也有完善的能力与周围的环境和交互影响深刻;例子是neoangiogenesis,招聘的免疫细胞,和修改的组织架构。所有这些发现对理解产生重要和挑衅的影响转移二级网站的增长。

8。二者和转移

由于大多数的乳腺癌死亡发生由于转移性疾病而不是从原发肿瘤的影响,最大的挑战之一是识别,尽可能早地,窝藏的病人转移性细胞。事实上,疾病的持久性或察觉水平低(所谓的“微小残留病”)是乳腺癌的一个常见特性,支持现场验证的结果(73年)以及积累的证据表明,乳腺癌患者,即使没有转移扩散的迹象,当前临床参数,有个人血液中肿瘤细胞(74年,75年]。多项研究表明,孤立的肿瘤细胞的检测骨髓是一个独立的预后因素。然而,尽管约有30%的乳腺癌患者可能micrometastatic疾病在发病的骨髓,只有30 - 50%的人会发展为临床上明显的转移在5年内(76年,77年]。

这种骨髓细胞的存在是特别有趣,因为骨代表乳腺癌转移最常见的网站之一,加上区域淋巴结,肺,肝脏和大脑,所有这些都可能代表根据假说假定的nichesfor传播肿瘤细胞,肿瘤细胞可以逮捕和生长在最喜欢的转移性网站。这“种子和土壤”理论,首次提出在1889年由佩吉特(78年),预测,癌细胞(“种子”)只能生存在和殖民二级网站(“土壤”)产生生长因子能显著影响细胞行为(79年,80年),和在很大程度上已经经受住了时间的考验81年]。在乳腺癌中,传播癌细胞在骨髓中可检测(82年),而最近的调查结果表明,大多数肿瘤细胞在骨髓中发现乳房CSC表型(83年]。

然而,最近的实验观察证明的直接参与骨骨髓来源的细胞在人类上皮肿瘤的发展,这表明二者可能源自骨骨髓来源的细胞(84年]。此外,最近的一篇论文Mylona et al。85年)表明,在临床乳腺癌组织中,CD/ CD表型(即。,the phenotype experimentally associated with stemness) had no significant correlation with clinical outcome. This is in agreement with a previous paper by Abraham et al. [86年)发现CD之间没有相关性/ CD肿瘤细胞患病率和肿瘤恶化,风平浪静,整体存活率。相反,令人惊讶的是,普遍的CD/ CD肿瘤细胞被发现产生不利影响患者的无复发及总生存率。这表明,尽管CD/ CD乳腺癌肿瘤细胞可能高效启动肿瘤动物实验模型,在患者中,这些细胞可能与远处转移的发展,尤其是骨转移,而非临床结果。因此,光盘/ CD肿瘤细胞可能是肿瘤发生的细胞的一个子类的特点是一个伟大的转移潜力,也许由于CD44的角色作为遥远的归巢受体组织隔间。

9。临床CSC范式的影响和未来的发展方向

我觉得增长的假设,只有二者能够形成转移在遥远的网站基本方面的临床意义的预后和治疗,因为它提供了一个解释的限制目前很多乳腺癌治疗87年,88年]。事实上,当前的治疗策略的主要目的是由肿瘤收缩的“黄金标准”。然而,如果肿瘤是由一个小族群的二者结构上对治疗,肿瘤收缩导致的选择性杀死更多的分化,“nontumorigenic”细胞组成的大部分肿瘤,而癌症干细胞可行,能够继续保持和/或再次启动肿瘤生长转移性网站。因此,目前的治疗方法没有考虑到潜在的分子和增生性肿瘤细胞的不同亚种群的差异,和更积极的可能是无效的和危险的子群,由二者。由于二者可能构成转移前体细胞,检测所显示乳房CSC的传播肿瘤细胞表型在乳腺癌患者的骨髓83年),它是至关重要的发展可靠的诊断工具通过额外的识别和更具体的标记为二者甚至利基细胞,尽管这可能是一个艰巨的任务由于利基成分的复杂性89年]。困难,但并非不可能,因为最近花茎甘蓝等。90年)能够可视化二者幸存的分泌的血管利基因素促进长期增长和自我更新。此外,创新技术,使用敏感的成像技术,最近允许实时监控CSC的存在和生存能力以及分析血管生成开关(91年]。然而,尽管这种成像技术具有极其重要的价值以达到更大的理解二者的生物学及其与基质间的关系,它不能被使用,至少目前,这样的难以捉摸的细胞活体的监测患者。相反,更多的临床相关的成像技术,如高分辨率磁共振成像(MRI) (92年)和三维高频超声(93年),目前正在开发研究二者在临床前模型。这些技术看好未来临床应用确定预后,监测治疗效果,并可能影响治疗。

除了它对诊断和预后的影响,CSC假说对乳腺癌的治疗也有重要的意义。由于当前的治疗不有效目标肿瘤起源细胞,大量隐含的患者复发后辅助化疗和/或激素治疗(94年),需要专门针对二者的治疗药物。这些特定的代理可以添加到传统的细胞毒性药物,用来杀死细胞分裂活跃,并能够根除转移性疾病。因此,他们会把癌症,如果发现在早期阶段,到一个有限的主要器官可治愈的疾病。虽然我们仍然知之甚少的分子特性区分二者的大部分肿瘤细胞发展“聪明药”,这一领域的重大进展表明,二者可能很快就代表一个真正有用的目标。

10。结论

最近发现在乳腺癌生物学提供了支持CSC假说,但研究人员仍然面临许多挑战。首先,要注意实验方法的准确性二者的隔离和传播来自临床样本,特别强调细胞培养环境(衬底、大气和介质),一个关键的角色在规范文化条件乳腺癌研究进展(49]。其次,更精确的技术应该用于球面形成试验,以确定一个癌症细胞自我更新能力足以分类癌症干细胞,由不同的组织,避免冲突的结果。此外,有必要追求临床证明二者可作为疾病进展和预后指标来识别机制二者逃脱传统疗法,以开发新的特定的治疗方法。最后,还有需要找到确凿的证据,证明二者的存在和识别stroma-related因素影响二者的发展和传播。由于二者尚未被完全定义,他们的存在在乳腺癌不能确切证明,和竞争假说,这或许可以解释一些令人费解的特性某些肿瘤细胞的数量,应该考虑。其中最激动人心的竞争假设意味着可逆epithelial-to-mesenchymal过渡,上皮细胞的发育过程获得间充质细胞的迁移特性。在最近的一篇论文中所示(95年的感应,epithelial-mesenchymal过渡可以刺激乳腺细胞采用干细胞的特征。这表明,二者不是截然不同的实体,而是肿瘤细胞可以暂时性获取干细胞的特性epithelial-mesenchymal转变的结果。毫无疑问,这样一个epithelial-mesenchymal过渡和干细胞表型之间的联系进一步燃料争论关于二者的存在的问题,许多有趣的上皮细胞的生物学影响,包括某些上皮细胞器官的干细胞的可能性如乳腺可能获得许多的间充质细胞状态的属性,赋予他们增加肿瘤发生的潜力。

新技术的出现,包括基因表达分析和蛋白质组学,并且能够将它们应用于少量的细胞可能会帮助解决这些问题。