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腦瘤: 神經腫瘤幹細胞的角色

摘要

腦中一些所謂“其他”的細胞是腦瘤形成的來源! 這個概念最早可回溯到Bailey及Cushing兩位學者的研究。近年隨著幹細胞生物學，及神經幹細胞的鑑定，導引近年研究朝向尋找腦中之腦瘤幹細胞。所謂我們想找的腦瘤幹細胞與神經幹細胞可能具有相同的發育途徑，自我更新特性及促存活路徑。 而此章節重點在描述腦瘤幹細胞與神經幹細胞的相似點，及討論幹細胞在腦瘤發育之生物及臨床應用。

導論

近來細胞及發育生物學領域研究，特別強調幹細胞為再生醫學及疾病之一要件。這些研究再次強調幹細胞具有起始及促進疾病的角色，不論在中樞神經系統，或其他組織例如血液，大腸，乳房，及皮膚皆然。腦瘤發生的”幹細胞理論說”，追溯最早提出者為Bailey及Cushing。在他們對腦瘤的分類中，他們假設一個前驅細胞可作為例如多形性膠質母細胞瘤(Glioblastoma Multiforme, GMB)的”種子”，髓母細胞則可作為髓母細胞瘤(medullablastoma)的來源。在更近幾年Peter Dirk團隊進行多形性膠質母細胞瘤腫離細胞分離及鑑定研究中，發現腫瘤中有一群極稀少的細胞，其與正常幹細胞有相似的生物學特性。從多形性膠質母細胞瘤分離出”腫瘤幹細胞”後，引起大批後續研究在分離及鑑定這些致病的幹細胞，並針對這群細胞發展治療策略。這些細胞具有長壽的特性，可當作其他組織再生的來源，這樣的特性，反而在個體的生命歷程中，具有累積有害突變的風險。多次累積有害的基因變異，在許多組織中都發現可以造成癌症。這些惡性轉化的幹細胞使具癌化特性的腫瘤細胞增加，使腫瘤變大，然而腫瘤中一些較具良性特徵的支持細胞最終會分化，或起始細胞死亡激瀑(cascade)，使得腫瘤細胞減少。癌幹細胞就如同正常幹細胞一樣，能夠組成新生血管網絡使腫瘤擴張，並且調控微環境以促進侵襲及擴張，亦顯示癌幹細胞與正常幹細胞其在生物上具一致的特性。幹細胞正常生理的轉化成為失控的表型這個現象的出現，使得一”癌症幹細胞理論”應運而生。此章節中，除了不正常的分化外，我們會討論癌症幹細胞的優勢，及微環境如何促使癌幹細胞自我更新及增生。

幹細胞

多細胞個體的發育最初是由一個幹細胞開始擴長，而這個細胞是由精子與卵子的融合而來。對於找尋調控此空前、但卻又在調控之下的細胞擴張之主要調控者，是現在生物學中所集中火力研究的領域。個體的存活時間，相較於身上個別的一部分都要來得久，故組織或器官的再生更顯其必要性。我們現在知道，大部份組織或器官中的細胞會在分裂時分化，因此造就一個特殊的細胞族系，這個細胞具有有限的壽命，除非他們被替換掉。這些能夠用來替換損失的組織的細胞群就被稱為幹細胞。幹細胞具替換損失細胞的特性，及自我更新的能力，因此為組織或器官提供無時不在的前驅細胞來源。Till 及 McCulloch於1961年提供了第一個實驗上的證據證明幹細胞的存在，可稱為是幹細胞研究的一里程碑。他們使用一系列低濃度的轉殖骨髓細胞到照射過放射線的小鼠中，發現有一群少數的細胞具有取代血球生成細胞的能力。此開端的實驗無疑是對後續Irv Weissman研究團隊在分離小鼠及人類的血源性幹細胞提供了一坦途。從這些實驗中，一個普遍對幹細胞的定義從此產生。幹細胞目前的定義為: 1. 具非對稱性分裂能力，因此能永保自我更新。2. 具分化為各類型細胞的能力 2.具在宿主生命中一顯著部位執行這些過程的能力。

原文出處
BOOK: Stem cell and cancer stem cells vol.1
Chapter 6

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