免疫系統以及免疫細胞一直以來被認為是大自然賜予人類的最好的天然防御系統,可是這個我們信賴有加的好朋友卻在某種程度上成為了腫瘤細胞擴散的幫兇。來自密歇根大學綜合癌癥中心的一組研究人員發現,通常來說免疫系統是用于保護機體免受疾病侵害的,但是一組免疫細胞卻會促進癌細胞生成。這些細胞就是稱之為髓樣抑制細胞的免疫細胞,它們為癌癥干細胞生存提供了一種干細胞微環境。
癌癥干細胞
早在150年前,密西根州大學癌癥中心就已經假設,癌癥可能是來自于干細胞。因為從腫瘤發生的條件來看,干細胞的確是癌變基因的理想萌生處和持久的載體。首先,腫瘤發生在某個細胞上需要這個細胞具有不斷分裂的能力,而且該細胞的基因突變不會因為組織更新而丟失;其次,發生基因突變的腫瘤細胞必須能保持在體內,這樣看來,高度分化的組織特異性細胞不會是腫瘤的始作俑者,因為它們終究會走向凋亡,而具有長久活力的干細胞很可能是腫瘤發生的元兇。直到最近由于分子細胞生物學的進步,生物學家才找到識別出干細胞和癌癥干細胞的技術。
多倫多大學的約翰?迪克和同事們1997年率先在白血病中找到癌癥干細胞。2003年,斯坦福大學的邁克爾?克拉克博士發現可以用細胞表面的標記蛋白將腫瘤細胞分成兩類,將兩類蛋白分別注入老鼠的乳腺中,第一類腫瘤細胞(有標記蛋白)雖然只占整個細胞數量的極小部分,但卻能引起腫瘤發生,第二類腫瘤細胞占整個細胞的絕大多數,卻不能引起腫瘤發生。繼續重復上述實驗,可以發現有蛋白標記的第一類腫瘤細胞在每一代都可以引起新的腫瘤發生。進一步研究發現,這些細胞類似于成體干細胞,有著分裂增殖,自我更新,以及分化成其他細胞的能力,因此被命名為腫瘤干細胞。
2004年,多倫多大學的彼得?德克斯博士在人類腦腫瘤中找到與干細胞相似的細胞。2005年佛羅里達大學的帕克?吉布斯博士也表示在骨癌中發現類似干細胞的細胞。哈佛大學的加里?吉利蘭博士說:“找到這種細胞是一個非常艱巨的工作,但迄今為止,所有經過詳細檢查的腫瘤中都找到了這種干細胞。
自我更新能力是干細胞獨有的重要特性,它是指干細胞能夠不對稱地進行細胞分裂。一般細胞都像祖細胞一樣分裂成兩個新的子代細胞,而干細胞則分裂成一個新的干細胞和一個祖細胞,祖細胞失去了自我更新的能力,而獲得了分化成組織所需的成熟體細胞的能力。
經過這種不對稱分裂后,在一個干細胞消失的同時,另一個干細胞又會生成,所以組織中的干細胞數會保持不變,干細胞在生成組織所需的新細胞的同時,自己也得到了重生。這些負責維持組織或器官生存的干細胞必須能夠控制自己的數量。科學家們認為,干細胞控制數量的機理可能是化合物的交換,只有控制數量的機制正常運轉,干細胞才能保持功能正常,而干細胞一旦癌變,它們就會失去對自己的數量規模進行控制的能力。
干細胞微環境
我們人體內的各種干細胞都有適合它們各自需求的生存微環境,也有人把這種微環境稱作微生態系統(niches),這種微環境條件是確保干細胞能夠發揮出正常功能的關鍵。干細胞通過與微環境中的各種組份發生相互作用,可以自我增殖、更新,同時也可以分化成為各種終末細胞。
這里所說的微環境是指臨近組織細胞及其分泌的各種因子。在正常情況下,這些因子可抑制干細胞的分化,而在組織細胞受損時,這類抑制因子減少,而壞死細胞釋放的物質可能誘導干細胞的分化來修復組織損傷。這種微環境主要是指K+o和遞質的濃度.就K+o而言光激活視網膜神經元在兩個突觸層(內、外網狀層)誘發 K+o增高。
與癌細胞“狼狽為奸”的免疫細胞
關于癌癥干細胞,一直以來都是癌癥研究領域爭論的焦點,一些研究人員認為一些具有干細胞樣特征(例如能夠自我更新并生成更多的腫瘤細胞)的細胞使癌癥獲得了逃逸傳統治療的能力。盡管過往的研究在免疫功能低下的小鼠中發現了一些具備生長能力的腫瘤細胞亞群,但并不是所有人都相信內源性的腫瘤形成是由于受到具備自我更新能力的細胞刺激的結果。
這種干細胞的觀點被認為導致了針對目前化療和放射治療的抗性,研究人員認為,殺死癌癥干細胞是消滅癌癥的關鍵。
密歇根大學綜合癌癥中心的這項最新研究還表明,某些免疫細胞即髓樣抑制細胞會促進癌癥生長,因此還需要抑制免疫系統。“這種細胞的作用機制并不是促進機體健康,反而能幫助癌癥干細胞茁壯成長。如果我們能制定一種治療方法,靶向這種細胞,那么我們就能阻止這種免疫抑制作用,去除癌癥干細胞的幫手” 研究人員表示。
研究人員發現這些免疫細胞能賦予癌細胞“干性”,這也就是癌細胞致命的原因,而且如果缺乏這種免疫細胞,癌癥干細胞也許就無法有效的生長。這項研究主要聚焦于卵巢癌最常見,最致命的類型,患上這種癌癥的患者常常會出現對化療的抗性,引發癌癥復發。
靶向免疫系統的癌癥治療方法,也就是immunotherapy,目前已經受到了廣泛的關注,并且針對多種癌癥類型進行了臨床試驗。例如來自華盛頓大學的研究人員就發現當使得糖類遠離T細胞時,其就不會產生干擾素γ,干擾素γ是一種重要的可以抵御腫瘤以及某些感染的炎性化合物。T細胞可以進入到腫瘤中,但是其通常并不能夠有效殺滅癌細胞,缺少產生干擾素γ的能力便是導致其不能殺滅癌細胞的一個原因。
為此研究人員建立了一套系統,可以使得科學家對檢測管中T細胞的可用資源進行控制,通過調節可用的糖份就可以迫使細胞使用氧化磷酸化或者有氧糖酵解。
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