结肠肿瘤干细胞巢研究—从潘氏细胞谈起

　　近年来，对肿瘤干细胞巢的深入研究开启了肿瘤研究的“巢”时代，结直肠癌是实体肿瘤的典型代表，有较为典型的发生发展机制，是肿瘤干细胞巢研究的可靠模型。潘氏细胞是正常肠上皮的重要组成细胞，对肠干细胞具有重要的支持、保护等作用，是肠干细胞巢的关键成分之一。然而目前在结肠上皮恶性转化中，以潘氏细胞为代表的干细胞巢成分的作用如何尚有待研究，进一步研究潘氏细胞和肠干细胞的相互关系，从而推导其在结肠肿瘤不同发展阶段的可能作用，将有助于对肿瘤干细胞巢的进一步了解，同时也可为结直肠癌临床治疗提供潜在的新靶点。

　　结肠癌是常见的胃肠道恶性肿瘤之一，我国2015年新发结直肠肿瘤达37.63万例，死亡19.1万例，不论是新发病例还是死亡病例，均位列恶性肿瘤前5位。肿瘤干细胞及肿瘤干细胞巢已成为近年来的研究热点，即将开启肿瘤研究的“巢时代”。然而到目前为止，许多研究难点仍未获得突破性进展。结直肠癌是实体肿瘤的典型代表，具有相对清晰的发生发展过程，现以正常肠上皮细胞组成成分之一的潘氏细胞为例，浅析此类细胞在结直肠肿瘤恶性转变中的可能作用，为未来肿瘤干细胞巢研究提供一定借鉴。

　　正常肠上皮细胞组成成分及潘氏细胞的主要作用

　　人类的肠道系统大体上可分为小肠和结肠，其上皮细胞来源在胚胎发育上均起源于内胚层，全部小肠和右半结肠来源于中肠，而左半结肠来源于后肠。这种同源性决定了小肠和结肠在组织结构上的相似，但由于两者功能上的差异，使得在肠上皮组成成分上有所不同，而有意思的是同样是结肠，在某些时候，右半结肠和左半结肠仍展示了这种起源上的细微差异。

　　健康者肠上皮由以下几类细胞组成，分别是肠干细胞、潘氏细胞、肠上皮细胞、肠内分泌细胞、杯状细胞以及Tuft细胞等，见图1，这些细胞从下往上依次排列，形成肠腺窝。人类肠上皮经历着快速的更替过程，平均更替时间为3~4天，但有两种细胞的更替周期有所不同，这就是分布在腺窝底部的肠干细胞和潘氏细胞。对于肠干细胞，目前认为其存在两类不同来源，分别为Lgr-5阳性的干细胞和Bmi-1阳性的干细胞（+4位置），其中前者分布在潘氏细胞环绕之中，处于高度活跃状态，是肠上皮不断更替的主要动力；后者位置一般分布在潘氏细胞之上，相对不活跃，目前研究较少。

　　健康者肠上皮腺窝细胞组成成分

　　除肠干细胞外，潘氏细胞是存活时间较长的肠上皮细胞（更替时间约为1月），于1872年被Schwalbe发现。但直到1888年，澳大利亚生物学家JosefPaneth对其进行准确描述后才被正式命名。经过近一个世纪的研究，目前发现潘氏细胞主要在维持肠上皮完整性、肠道先天性免疫、肠道抗菌抗炎等方面起作用，这些作用的物质基础在于潘氏细胞能够分泌多种物质，如肠抗菌肽、防御素、溶菌霉素、磷脂酶和C型凝集素等。除此之外，潘氏细胞对肠干细胞的支持和保护也是其上述作用的关键一环，特别是对分布其间的Lgr-5阳性肠干细胞的维护作用。大量研究显示，潘氏细胞和Lgr-5阳性肠干细胞构成了一个干细胞巢，前者可提供一些维护干性特征的关键受体或配体，如EGF、Dll4、Wnt3等，激活相应的细胞信号通路，维持后者的正常细胞功能。潘氏细胞结构和功能的异常已被证实和炎性肠病等肠道疾患密切相关。

　　2结肠肿瘤干细胞、肿瘤干细胞巢及其组分研究

　　肿瘤干细胞，是指恶性肿瘤组织中具有极强自我复制能力和不对称分化能力的细胞亚群。这些细胞亚群具有类似正常干细胞的自我更新和不对称分化能力，对常规放化疗等治疗措施具有很强的抵抗力，是恶性肿瘤发生、发展和转移的重要原因。

　　2.1结肠癌干细胞表面标志

　　结肠癌是实体肿瘤的典型代表，对结肠癌干细胞的研究目前较为充分，是实体肿瘤中较为成功的案例。对结肠干细胞的研究首先在于将其与普通肿瘤细胞进行分离，目前分离肿瘤干细胞的方法多样，最典型的方法是通过使用一些表面标志物。目前研究显示，借助一部分在正常干细胞中表达的分子，如CD133、CD44、ALDH-1、Lgr-5、Bmi-1等在肿瘤组织中分离出来细胞亚群具备肿瘤干细胞特性，见表1。然而，由于肿瘤细胞的高度异质性，目前尚无法准确定义在这些标志物中何种标志物所代表的细胞亚群是真正的结肠癌干细胞，为进一步解决这个问题，部分学者尝试通过将上述标志物组合的方法进一步筛选；此外也有部分学者致力于发现新的标志物。值得注意的是，有研究发现某些控制正常肠道干细胞生命活动关键细胞信号通路的激活，如Wnt（以活化β-catenin为标志）和Notch（以N1CD为代表）在某些情况下可作为结肠癌干细胞的辅助标志。