多种类型的肿瘤可以起源于骨髓细胞

背景过去常常认为肿瘤干细胞起源于其相应的干细胞。多能干细胞的发现为肿瘤干细胞可以起源于其它组织细胞提供了可能，也为肿瘤干细胞可以产生其它类型的肿瘤提供了可能。骨髓细胞可以分化为多种类型的细胞，并且可以在多种组织中定植。由骨髓细胞发生恶性突变后产生的肿瘤干细胞可能也具有分化成多种类型肿瘤细胞的能力。因此我们推测骨髓细胞在肿瘤形成中具有重要作用。为了研究该假设，我们用小鼠的骨髓细胞为研究对象，通过诱导骨髓细胞发生恶性转化，便于以后的研究。方法分离雄性小鼠骨髓细胞，用化学致癌剂3—甲基胆蒽处理，以获得恶性转化的骨髓细胞，便于进一步的实验研究。结果经3—甲基胆葸处理后，骨髓细胞表现为形态改变、生长迅速、失极性、失去血清依赖性、失去接触抑制、获得停泊独立性并能在裸鼠皮下形成肿瘤，经病理证实形成的肿瘤为恶性肿瘤。而且形成的肿瘤还具有传代能力。结论实验结果提示，骨髓细胞已获得恶性转化，成为肿瘤细胞。背景过去常常认为肿瘤起源于其相应的干细胞。多能干细胞，如造血干细胞的发现为肿瘤可以起源于其它组织干细胞提供了可能，也为肿瘤干细胞可以产生多种类型的肿瘤提供了可能。骨髓细胞具有可塑性，可以分化产生多种类型的细胞，可以在多种组织器官定植。研究者已报道胃癌可以起源于骨髓细胞。发生转化的骨髓细胞可能也和正常骨髓细胞一样具有可塑性，可以产生多种类型的肿瘤。因此，我们推测骨髓细胞可能是多种类型肿瘤的一种起源。方法分析转化的骨髓细胞在体外分化产生的肿瘤细胞的类型。将转化的骨髓细胞接种到裸鼠皮下，分析该细胞在体内能否形成多种类型的肿瘤。用免疫组化及病理学形态分析形成肿瘤的类型。结果转化的骨髓细胞在体外培养时能够自发分化产生多种类型的肿瘤细胞，包括：上皮肿瘤细胞、神经元肿瘤细胞、神经胶质肿瘤细胞、平滑肌肿瘤细胞、血管内皮肿瘤细胞等多种类型的肿瘤细胞。转化的骨髓细胞被接种到裸鼠皮下，形成了33／33个肿瘤。这些肿瘤在免疫组化和病理形态学都存在着差别。这些肿瘤具有不同的抗原表达谱。有的肿瘤表达神经组织特异性标志，上皮特异性标志，肌肉特异性标志，血管内皮特异性标志，还有的肿瘤分化很低，几乎不表达我们所检测的抗原。而有的肿瘤同时表达两种以上组织的特异性抗原，并且具有不同的病理学形态特征，为混合性肿瘤。基于免疫组化和病理形态学特征，这些肿瘤分为：上皮源性的肿瘤、神经源性的肿瘤、肌肉源性的肿瘤、血管内皮肿瘤、成纤维肿瘤及低分化肿瘤。本研究显示：转化的骨髓细胞不仅在体外具有自发分化产生多种类型的肿瘤细胞的能力，而且在体内也具有形成多种类型肿瘤的能力。结论转化的骨髓细胞可以在体内外分化产生多种类型的肿瘤，包括上皮源性的肿瘤、神经源性的肿瘤、肌肉源性的肿瘤、血管内皮肿瘤、成纤维肿瘤及低分化肿瘤等多种类型的肿瘤。实验结果提示：骨髓细胞可能是多种类型肿瘤的一种起源。背景肿瘤干细胞是肿瘤形成、生长、维持及转移的生物学基础。前面的实验显示：无论是在体外培养时还是在动物体内，恶性转化的BMDCs都可以产生多种类型的肿瘤。因此，该结果提示转化的骨髓细胞中可能含有多种定向肿瘤干细胞的混合物，每种定向肿瘤干细胞产生其对应的肿瘤类型；也可能是存在多能肿瘤干细胞，由于不同分化而产生多种类型肿瘤。方法为了证实该假设，我们将转化骨髓细胞进行单克隆培养，得到单克隆转化骨髓细胞；研究单克隆骨髓细胞的自我更新能力和多向分化能力。结果：单克隆的转化骨髓细胞在体外具有多向分化能力。单克隆的转化骨髓细胞具有自我更新能力。培养的单克隆转化细胞表达与自我更新及多能性相关的基因。该细胞能够在体内形成多种类型的肿瘤，而且可以形成畸胎瘤。以上结果显示该细胞具有多能肿瘤干细胞的特性。结论：本实验进一步证实多种类型的肿瘤可以起源于骨髓细胞；转化的骨髓细胞中存在着具有多能肿瘤干细胞特性的细胞；转化的骨髓细胞可以产生畸胎瘤；首次发现，畸胎瘤可以起源于成体细胞／成体干细胞；骨髓细胞在发生恶性转化和长期培养的过程中，可以获得一些胚胎细胞的特性。背景：前面的实验已显示：转化的骨髓细胞可以产生神经源性的肿瘤。另一方面，在体外培养时转化的骨髓细胞常常自发产生神经肿瘤干细胞样球状结构。因此，我们猜测该球状结构可能是神经肿瘤干细胞形成的球状结构，即转化的骨髓细胞可能具有产生神经肿瘤干细胞的能力。方法：我们通过检测神经肿瘤干细胞样球状结构的自我更新能力、分化为神经细胞的能力、形成神经肿瘤的能力以及神经肿瘤干细胞的特异性标志的表达情况，以研究该神经肿瘤干细胞样球状结构是否为神经肿瘤干细胞形成的球状结构。结果：转化的骨髓细胞在体外自发聚集成神经干细胞样球状结构并可悬浮于培养液中。分子标志结果显示：神经肿瘤干细胞样球状结构表达神经肿瘤干细胞的特异性标志CD133；神经干细胞样球状结构表达原始神经外胚层细胞的标志物（vim、nestin），分化的细胞表达成熟神经元细胞(Map2a+b、NF)和神经胶质细胞（GFAP）的特异性标志。电镜结果证实神经干细胞样球状结构产生的神经元样细胞具有神经元细胞的结构特征。该球状结构具有自我更新的能力该球状结构接种到裸鼠皮下，可以形成神经源性的肿瘤。而且可以形成单胚层的成熟畸胎瘤，为脑组织的神经畸胎瘤。结论：实验显示：该球状结构具有以下特征：①形态上与神经肿瘤干细胞相似，②表达神经肿瘤干细胞的特异性标志，③具有神经肿瘤干细胞的分化能力，④能够在体内形成神经源性的肿瘤，⑤具有自我更新的能力。也就是说：神经肿瘤干细胞样球状结构不仅具有神经肿瘤干细胞的形态特征，而且还具有神经肿瘤干细胞的功能。因此，该球状结构为神经肿瘤干细胞球状结构。神经肿瘤干细胞的存在为“神经肿瘤可以起源于骨髓细胞”提供了强有力的证据。转化的骨髓细胞可以白发形成神经肿瘤干细胞球状，可以从恶性转化的骨髓细胞中获得神经肿瘤干细胞，为神经肿瘤干细胞的获得提供了一种新方法。神经肿瘤干细胞样球状结构能够在裸鼠皮下形成成熟脑组织畸胎瘤。而正常的神经干细胞不具有自发发育成脑组织的能力。因此，该神经肿瘤干细胞能在皮下形成成熟脑组织，为脑组织发育的研究提供了新的、有效的模型。