肿瘤干细胞培养技术
随着干细胞生物学以及肿瘤学研究的不断深入，肿瘤干细胞已成为当前肿瘤研究的热点。肿瘤干细胞的体外培养在肿瘤干细胞研究领域具有不可替代的重要地位，通过分离、纯化及培养肿瘤干细胞可以对其生物学特性如异质性、肿瘤的演化、转移和抗药性等进行研究，为肿瘤的早期诊断与治疗提供了新的思路和策略。
肿瘤干细胞的体外培养多采用无血清培养基(serum free medium, SFM)，根据不同的细胞类型加入适当的细胞因子联合培养以防止其分化。肿瘤细胞系或者是临床肿瘤组织联合采用机械和胶原酶消化肿瘤组织得到单细胞悬液，经过流式细胞仪或者免疫磁珠分选的方法得到肿瘤干细胞使用无血清培养基在37℃，5％CO2饱和湿度的条件下进行体外培养，但值得注意的是临床肿瘤组织的获取应该越新鲜越好，最好是在外科手术后1小时内进行处理否则将影响肿瘤干细胞细胞的活性，不利于体外培养。
无血清培养基有很多种，针对不同的细胞类型有专门的无血清营养液出售。无血清培养基具有以下的优点：各批产品之间成分相对明确、质量相对一致；便于控制培养的生理环境；特殊细胞类型的优化配方有利于提高细胞的稳定性，使不同类型的细胞能在最有利于各自生长的环境中持续传代培养；依据不同类型的细胞、甚至不同的细胞系(株)都可能有各自的无血清培养基。总的来说可以分为基础营养基及附加成分两大部分[1]。基础培养基一般采用人工合成的培养基主要有DMEM、DMEM/F12、UltraCULTURETM、神经干细胞专用无血清培养基、黑色素瘤专用培养基等其中以DMEM/F12(1:1，Invitrogen)最为常用。附加成分是指在基础培养基中加入各种不同细胞生长所需的营养成分，包括①营养因子：胰岛素、转铁蛋白和亚硒酸钠、牛血清白蛋白、B27、L－谷氨酰胺；②细胞因子：白血病抑制因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、神经生长因子、血小板衍化生长因子等。使用无血清培养基培养的细胞经胰酶消化传代后不使用血清终止胰酶的作用，可使用0.1％－0.5%大豆胰酶抑制剂(soybean trypsin inhibitor)。
一、肿瘤干细胞培养中几种常见的细胞因子
(一)白血病抑制因子LIF(leukemin inhibitory factor,LIF) 是白介素6(IL-6)细胞因子家族中的一员，是典型的多功能生长因子，具有多种生物学功能：对细胞生长、增殖与分化有着广泛的作用，抑制分化促进干细胞增殖。胚胎干细胞的体外培养需要添加LIF以抑制其分化，维持其多能性。LIF可抑制成纤维细胞生长因子(Fibroblast Growth Factor ,FGF)、β转移生长因子(β-transforming Growth
Factor ,TGFβ)和叶酸(Retinoic Acid ,RA)诱导的细胞分化。
(二)干细胞因子(stem cell factor,SCF) 又称肥大细胞生长因子(MGF)，Kit配体(KL)及Steel因子(SLF)，SCF可以诱导干和祖细胞增生。SCF主要由脑、肝脏、骨髓、胎盘等组织(尤其骨髓)中的基质细胞、成纤维细胞、内皮细胞、肝细胞产生。SCF是一种作用于最早期造血干祖细胞的造血细胞因子，在维持造血及肥大细胞存活、促进造血细胞增殖和分化、调控各系造血细胞的生长发育过程中起着重要作用。
(三)表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF) 是含有53个氨基酸的多肽, 早期研究中发现其有剌激表皮细胞生长的作用,是表皮细胞培养的最常用的添加因子之一。EGF可显著促使细胞分裂、增殖，在一定浓度范围内(5~20ng/ml),随EGF浓度提高,效应加强。
(四)碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF) 1975年Gospodarowicz 及其同事从牛大脑和垂体中分离纯化出一种分子量为16-18kD由146个氨基酸组成的阳离子多肽，并将其命名为成纤维细胞生长因子。bFGF具有多种生物学功能，可以促进和调节血管内皮细胞、上皮细胞、和神经胶质细胞等多种起源于中胚层、神经外胚层源性的许多种细胞的增殖和分化。
二、肿瘤干细胞
目前肿瘤干细胞已经在多种肿瘤细胞系以及白血病、脑瘤、乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌、黑色素瘤、肝癌、肺癌等多种肿瘤组织中分离鉴定和培养。不同组织来源的肿瘤特性不同的，培养条件也不完全相同，本章就已有报道的从不同肿瘤细胞系或者肿瘤组织分离的肿瘤干细胞的体外培养体系加以阐述，在实际操作中读者需要经过摸索才能针对不同的肿瘤干细胞建立稳定的体外培养条件。
(一)白血病干细胞ALL急性淋巴细胞白血病干细胞(CD34+/CD10–/CD19–)采用悬浮培养体系培养[2]。ALL急性淋巴细胞白血病患者来源的骨髓用Ficoll分离得到单个核细胞(MNC)，使用IMDM(Gibco)添加50% FCS(Gibco)和10% DMSO 二甲基亚砜(Manor Park Pharmaceuticals)冻存液将分离得到的MNC在液氮中备用。培养时以5×105个/mL密度接种在IMDM无血清培养基中，添加了10μg/mL 人胰岛素，200μg/mL转铁蛋白( Sigma-Aldrich)和2% HAS。使用时以下两组生长因子任选其一：①20ng/mL重组人Fms样酪氨酸激酶3 (rhFlt3) 配体、20ng/mL 重组人白介素3 (rhIL-3)、20ng/mL rhIL-6、20ng/mL rhGM-CSF、20ng/mL rhG-CSF 和50ng/mL SCF。②20ng/mL rhIL-3、10ng/mL rhIL-7和50ng/mL SCF (R&D Systems)。每周半量换液一次，培养6周后收集细胞用于细胞遗传学和形态学分析。
(二)乳腺癌干细胞乳腺癌干细胞培养多参考Max Wicha及其同事建立的人乳腺上皮干/祖细胞体外悬浮培养体系[3]，在无血清培养基中乳腺上皮干细胞呈悬浮非分化形式生长，我们称之为乳腺干细胞球。原代培养时在超低粘附板(Corning)以20000个/mL活性细胞传代时以1000个/mL密度进行培养。无血清培养基选择无血清乳腺上皮生长培养基MEGM(BioWhittaker)，添加了B27 (Invitrogen)、20ng/ml EGF、20ng/mLbFGF(BD Biosciences)和4μg/mL肝磷脂(Sigma)，不添加牛垂体浸膏。乳腺干细胞球培养7－10天后用0.05%胰酶和0.53mM EDTA-4Na 消化10分钟(Invitrogen)，收集细胞到离心管中800rpm离心。离心后得到的细胞需通过40μm滤膜并且在显微镜下观察是否为单个细胞。10000个单细胞悬液中两个相连、三个相连、多个细胞相连的团块数量应该在30到150之间，如果细胞团大于>100需要重复进行消化和过滤的步骤。
外科手术得到乳腺癌实体瘤中乳腺癌干细胞(CD44 +/ CD24? /low)的培养需要在手术后30分钟内对乳腺癌标本进行处理，在胶原酶(Roche)和透明质酸(Sigma)按1:1比例配成的消化液中37℃消化2小时后通过30μm滤膜后得到单细胞悬液。以1000个/mL无血清DMEM-F12 (Cambrex), 添加10ng/mL bFGF、20ng/mL EGF、5μg/mL胰岛素和0.4%牛血清白蛋白(Sigma)。细胞在上述培养基中呈悬浮球状细胞团生长，每隔3天使用胰酶－EDTA消化2分钟后传代[4]。
乳腺癌细胞系MCF-7和MDA-MB-231中分离得到乳腺癌干细胞(CD24? /low /CD44+)，收集细胞500g离心5分钟,使用Hanks’缓冲盐溶液洗涤后以1000个/mL重悬于无酚磺酞的DMEM –F12 (Cellgro) 添加0.4%牛血清白蛋白BSA(Sigma)、5μg/mL牛胰岛素(Sigma)、20ng/mL bFGF ( Sigma)和10ng/mL EGF (Sigma) ，每三天换液一次[5]。
(三)脑胶质瘤临床获得的肿瘤标本使用lympholyte-M (Cedarlane)去除红细胞，在充氧的人工脑脊液中使用胰酶消化成单细胞悬液，总的来说，每份肿瘤标本大概可以获得2－5×106个细胞。肿瘤细胞使用TSM(tumor sphere medium)肿瘤细胞球培养基，添加20 ng/ml重组人EGF (Sigma)、20ng/ml bFGF (Upstate)、10ng/ml LIF(Chemicon)、1×神经元存活因子NSF(Clonetics)和60μg/ml N－乙酰半胱氨酸(Sigma), 使用60-mm细胞培养板进行培养确保活细胞数量为3 ×106。原代培养三天后免疫磁珠分选得到CD133+脑胶质瘤干细胞，使用上述细胞培养基培养[6]。
也有学者从临床肿瘤组织获得的单个肿瘤细胞悬液在Neurobasal培养基(Invitrogen)，添加2mM L-谷氨酰胺、N2 (Invitrogen)、B27 (Invitrogen)、20ng/ml hrEGF (Invitrogen)、20ng/ml hrbFGF (Invitrogen)和50mg/ml BSA。实验中使用的
细胞应该在4代之内，分选得到的Nestin+/CD133+细胞即为脑肿瘤干细胞[7]。
大鼠胶质瘤细胞系C6采用SP分选的方法得到脑胶质瘤干细胞[8], 在100-mm 培养盘中(Nunc)使用无血清的DMEM培养，添加了10μg/ml牛胰岛素、100μg/ml 人转铁蛋白、100μg/ml BSA、60ng/ml黄体激素、16μg/ml四甲烯二胺、40ng/ml 亚硒酸钠、63μg/ml N－乙酰半胱氨酸、5μM血小板凝集抑制剂forskolin、50units/ml青霉素、50μg/ml链霉素(GIBCO)、10ng/mlbFGF和10ng/ml PDGF。
大鼠胶质瘤细胞系9L，无血清NSC增殖培养基采用DMEM/F12添加20ng/ml EGF(Peprotech)和bFGF(Peprotech)、50ng/ml肝磷脂、1×B27 (Gibco)。每隔两天换液一次。当肿瘤细胞球达到100–200个时使用0.1%胰酶和1×EDTA (Gibco) 37°C消化10分钟。通过25μm细胞滤膜(BD Biosciences) 以1000个/ml 密度接种在添加促有丝分裂剂的NSC培养基中每隔两天换液一次，18天后可以进行细胞的传代，培养的细胞球即为具有化疗抵抗和侵袭能力的肿瘤干细胞样细胞
[9]。
(四)黑色素瘤原代培养转移性黑色素瘤细胞，外科手术获得的肿瘤组织在1－2小时内处理，冲洗肿瘤组织去除表面坏死组织后1 mg/mL IV型胶原酶(Invitrogen ) DMEM中4℃消化4－6小时，得到的单细胞悬液用HBSS洗涤后种在非粘附性的培养板中，使用以下两种培养基①小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)–人胚胎干细胞(hESC)营养液，并且添加4ng/mLbFGF。②使用黑色素瘤培养液建立黑色素瘤细胞系由以下成分组成MCDB 153培养基(Sigma)、L15 (Invitrogen)、2% FCS、5μg/mL胰岛素(Sigma)、15μg/mL牛垂体浸膏(Cambrex)、1.68mmol/L氯化钙和5ng/mL EGF (Sigma)。建立的WM115 and WM239A 黑色素瘤细胞系使用Mel 2%培养液不加垂体浸膏和EGF。在hESC培养基采用有限稀释的方法从原代培养的细胞中培养黑色素瘤细胞[10]，尽管单个细胞增殖能力有限，两个单个原代培养的细胞经培养可以形成新的肿瘤细胞球，7－10天后以1000个/mL密度消化传代。黑色素瘤干细胞表面标记为CD20+。
分离自小鼠黑色素瘤细胞系B16F10中CD44+CD133+CD24+肿瘤干细胞在无血清培养基中添加20μg/L EGF 、20μg/LbFGF和100U/ml青霉素G和100μg/ml 链霉素
[11]。
(五)结肠癌干细胞临床结肠癌标本使用机械和酶消化得到单细胞悬液，流式或免疫磁珠分选的CD133+细胞被认为是肿瘤干细胞并使用无血清营养液培养培养[12]，添加20ng/ml EGF和10 ng/mlFGF-2。为了获得原代培养的肿瘤细胞在酶消化后将细胞种到胶原包被的培养板种营养液为添加了10% FCS的DMEM。
(六)前列腺癌干细胞前列腺癌组织中分离肿瘤干细胞：人前列腺癌组织在征
得病人的同意下从40个病人根治性前列腺切除术中获得肿瘤标本。前列腺癌通过组织学检查而确认，有些使用的标本是淋巴结转移灶。从肿瘤组织中分离得到的CD44/α2β1hi/CD133+ (同时也是正常前列腺上皮细胞的标志)细胞并且在四个标本中进行了长期培养一个活组织检查为良性肿瘤。完全角(质)化细胞生长介质培养基－角质化细胞无血清培养基添加EGF和牛垂体浸膏(Invitrogen)，此外还添加了2ng/mL LIF(Sigma)、2ng/mL SCF(Sigma)和100ng/mL霍乱毒素(Sigma) [13]。
(七)肺癌干细胞外科手术获得肺癌肿瘤组织块，冲洗去除表面血细胞后置于含有青霉素/链霉素和两性霉素B的DMEM–F12中过夜以避免污染。20 mg/ml II型胶原酶(Gibco-Invitrogen) 37℃消化2小时。得到的细胞在无血清培养基中包括DMEM–F12(Gibco-Invitrogen) 中添加50 mg/ml 胰岛素,100 mg/ml转铁蛋白, 10 mg/ml四甲烯二胺，0.03mM亚硒酸钠，2mM 黄体激素，0.6%葡萄糖，5mM HEPES, 0.1%碳酸氢钠，0.4% BSA，谷氨酰胺和抗生素，20 mg/ml EGF和10 mg/ml bFGF。用未经过处理的细胞培养皿降低细胞的贴壁性来支持未分化的肿瘤细胞球的生长[14]。营养液每周换两次直到形成悬浮细胞球。扩增培养是经过机械地消化细胞球在完全新鲜的培养液中传代单个活小的聚集物。CD133为肺癌干细胞标记。
(八)卵巢癌小鼠乳腺癌细胞系MOVCAR 7和4306在含有4% FBS (MIS-free) DMEM 并添加了L-谷氨酰胺，1%青霉素/链霉素，1%胰岛素－转铁蛋白－硒ITS(GIBCO)37°C, 5% CO2, 在T175培养瓶中培养[15]。临床标本去除红细胞后，10% FBS RPMI ，1%青霉素/链霉素和1% 两性霉素。
(九)肝癌干细胞人肝癌细胞系HuH7 细胞系中分选得到的SP细胞使用无血清培养基DMEM/Ham’s F-12 (Invitrogen)中，作者[16]尝试了添加干细胞因子SCF(Chemicon), 血小板衍生的生长因PDGF(Pepro Tech),碱性成纤维生长因子bFGF(R&D Systems)和白血病抑制因子LIF(Chemicon)，最终确立了添加20ng/ml 重组人LIF, 可以有效的培养HuH7细胞系中的肿瘤干细胞。
(十)鼻咽癌干细胞人鼻咽癌细胞系CNE-1、CNE－2等分选SP细胞即为鼻咽癌细胞干细胞，将分选后的细鼻咽癌干细胞ultraMEM培养基(cambrex)添加5％FBS，10ng/ml bFGF(sigma) 和10ng/ml EGF(sigma) 1mmol/L L－谷氨酰胺(sigma)50U/ml 青霉素G和50μg/ml链霉素[17]。
干细胞培养最初用饲养层细胞培养，其缺点为操作复杂，有多种交叉污染的风险，目前较少采用。实际上饲养层细胞培养发挥着关键作用的是饲养层细胞分泌多种细胞因子，因此，使用无血清培养基中添加一定量的LIF、EGF、bFGF 等细胞因子完全可以取代饲养层细胞, 抑制干细胞分化并维持其增殖。但是，由
于干细胞在体外培养过程中存在自发分化趋势，通常认为干细胞包括胚胎、骨髓血、脐带血干细胞以及肿瘤干细胞只能做短期培养，从而限制了干细胞的扩增和研究。
Akio Soeda[18]等从临床脑肿瘤组织中原代培养并建立了一个脑肿瘤干细胞系，脑肿瘤细胞在有血清培养基中贴壁单层培养后换无血清培养基仍可以形成新的细胞球并且移植到免疫缺陷鼠中有致瘤能力。重新形成的细胞球保持了干细胞特性，而且从中分离得到的单个肿瘤干细胞可以形成新的细胞球和肿瘤甚至可以在体外长期培养超过2年时间。这说明了肿瘤干细胞中有部分细胞在非贴壁或贴壁条件下传代多次后仍然保持了干细胞的特性。胰腺癌、食管癌、头颈部皮肤癌中肿瘤干细胞也已经分离和鉴定但是到目前为止还未见有体外培养的报道。因此，如何建立稳定的干细胞的体外培养条件，防止肿瘤干细胞的分化仍然是一个急需解决的问题。
(江苏大学徐学静，钱晖)参考文献：
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肝癌细胞培养 一、培养基 1、RPMI-1640+10%胎牛血清培养基 2、DMEM+15%胎牛血清培养基 成分表
二、实验前准备工作: 操作者的皮肤、培养瓶的盖和外壁常用酒精消毒。用紫外线消毒实验室空气、工作台面和一些不能使用其他方法消毒的培养器皿。进无菌室前或做完实验后，均应开灯照射30min进行消毒。紫外线照射60min可以消灭空气中大部分细菌。 1、玻璃器皿的清洗灭菌（5％盐酸溶液、重鉻酸钾120ml、硫酸200ml、蒸馏水200ml）：（1）浸泡:新使用或重复使用的玻璃器皿须经5％盐酸溶液或自来水浸泡过夜或煮沸30min，水洗。以去除新购进玻璃器皿所带有灰尘、铅、砷等物质，并消除其弱碱性。 （2）刷洗:浸泡后用软毛刷和优质的洗洁精进行刷洗。刷洗后经行烘干。 （3）酸浸:刷洗后的玻璃制品酸浸前须适当晾干或烘干，以免造成酸浸液稀释，影响效果。将玻璃制品完全浸泡入清洁液中24h。清洁液具有极强酸蚀作用，操作过程需戴防护用具。（4）冲洗、烘干备用:浸酸后的玻璃器皿先用自来水充分冲洗，吸管需冲洗10min，器皿需每瓶灌满自来水、倒掉反复10次以上，不留任何酸浸液残迹，然后用蒸馏水漂洗2～3次，将清洗好的玻璃器皿放入烘干箱中，烘干后的玻璃器皿要求干净透明，无油烟，不能残留任何有害物质及化学药品等。 （5）包装灭菌:器材经清洗烤干或晾干后，先应严格包装，然后再行消毒灭菌处理，以防止消毒灭菌后再次遭受污染。包装材料常用包装纸、牛皮纸、硫酸纸、棉布、铝饭盒、玻璃或金属制吸管筒、纸绳等。
2、橡胶制品清洗消毒： 0.5mol/L NaOH煮沸15分钟，流水冲洗，0.5mol/L HCl煮沸15分钟，流水冲洗，自来水煮沸2次，蒸馏水煮沸20分钟，50℃烤干备用 3、塑料制品的清洗消毒（瓶盖、离心管）： 使用器皿后立即用清水清洗，浸于自来水过夜，用纱布或棉签和50℃清洗液刷洗，流水冲洗，晾干，浸于清洁液15分钟，流水冲洗（15－20遍）,蒸馏水浸洗三次，双蒸水泡24小时，晾干备用。 三、细胞复苏： 冻存细胞保存管保存在液氮中（-196℃），取出保存管后必须快速冷冻，以避免冰晶重新结晶而对细胞造成伤害，致使细胞死亡。在冻存细胞的保存管中含有对细胞有毒害的成分DMSO,故在解冻应马上将其去除。在冷冻活化前应在无菌台上将细胞培养液配好，然后将保存管从液氮中取出，放于37℃的温水中快速使细胞解冻。解冻后悬液快速移入培养液中混匀，离心去掉上清液，再加入细胞培养液。 实验人员穿上无菌实验室操作服用酒精喷于手上消毒，然后就位用酒精棉球擦拭实验台（1）取一15ml离心管用滴管在其内滴加5--9ml培养液（取8ml）。 （2）从液氮罐中取出冻存管，并迅速放入37℃水浴，不时摇动，使其急速融化，30～60s 内完成。 （3）冻存管用70％酒精擦拭消毒后，打开盖子，用吸管将细胞悬液转移入上述离心管中（用培养基把冻存管洗一遍，把粘在壁上的细胞都洗下来）。 （4）低速离心(1000r／min) 5min，去上清后再用8ml培养液再清洗离心一次。 （5）离心后倒掉上清液，在离心管中滴加3ml培养液（RPMI-1640），混匀（可用滴管轻柔吹打）。 （6）将离心管中的混合液转移到培养瓶中，并在培养瓶中滴加15滴10%小牛血清，盖上瓶盖，标好细胞种类和日期、培养人姓名等，将培养瓶平放，置于37°C培养箱中培养。2-3天换一次培养基。 四、细胞传代： 当观察到培养瓶中细胞铺满度为90%时（细胞生长处于对数期时），解冻复活成功后的细胞要进行分离培养，否则细胞会因生存空间不足或密度过大，营养障碍，影响细胞生长。细胞由原培养瓶内分离稀释后传到新的培养瓶中培养的过程称之为传代培养。传代细胞细胞株的最大利处在于提供了大量持久的实验材料，便于实验。 （1）试验台的消毒工作准备好，弃去旧培养液，用PBS液（不含钙，镁离子）洗1-2次，以免剩余培养液影响胰蛋白酶活性。（细胞贴壁生长）。 （2）向瓶内加入1ml消化液（0.25%Trypsin-0.53mEDTA），置于37℃孵箱或室温（25℃温度）下进行消化，1--3min后把培养瓶放在倒置显微镜下进行观察，当发现胞质回缩、细胞间隙增大后，应立即中止消化（将培养瓶翻转过来，以保证细胞没有脱壁）。 备注：若细胞没有脱壁，生长良好，则直接倒掉消化液，加培养液8ml，离心收集细胞；若发现很多细胞已解离已脱壁（即解离过度），则直接加培养液进行离心收集细胞。 （4）倒出消化液，向瓶内用滴管加入培养液少量（约2ml），轻轻转动培养瓶，把残留胰蛋白液消化液冲掉，然后再加3ml培养液+15滴小牛血清。 （5）使用吸管，吸取瓶内培养液，按顺序反复轻轻吹打瓶壁细胞，使之从瓶壁脱离形成细胞悬液。吹打时动作要轻柔，以防用力过猛损伤细胞。 （6）将准备好的细胞悬液转入离心管中，离心(1000r／min) 5min。 （7）将离心后离心管中液体倒掉，在离心管中加入3ml培养液，并反复吹打细胞，制成细胞悬液。
肿瘤干细胞与EMT 肿瘤干细胞（cancer stem cell，CSC）学说认为,肿瘤实际上是由一小群具有无限增殖潜能和自我更新能力的干细胞样细胞及其产生的分化程度不均一的细胞团组成，其中具有自我更新能力并能产生异质性肿瘤细胞的细胞被称为肿瘤干细胞。肿瘤干细胞的两个重要特性:一是具有自我更新驱动肿瘤发生的能力，二是具有多向分化形成肿瘤的异质性的潜能1。 上皮间质转化（epithelial-to-mesenchymal transition，EMT）是具有极性的上皮细胞转化为具有移行能力的间质细胞，并获得侵袭和迁移能力的过程。EMT是一个多步骤的动态变化过程，上皮细胞间相互作用消失，组织结构松散，立方上皮细胞转变为纺锤形纤维细胞形态，并表现出侵袭性。实体肿瘤中央的细胞为上皮细胞表型，周围的细胞常常会呈间质细胞表型，其较强的运动能力使肿瘤细胞在局部产生浸润，并侵入血和淋巴管而转移至靶器官。到达靶器官后，癌细胞可发生间质上皮转化（MET）来重建细胞间连接及细胞骨架从而形成转移灶2。EMT与肿瘤转移密切相关，而且也可以作为得到肿瘤干细胞的方法3。 近年来，肿瘤干细胞与EMT之间的关联性逐渐受到研究者的关注，二者在肿瘤的复发、转移和耐药性上面有很多相似点4。肿瘤干细胞模型和EMT的概念试图从不同的角度来揭示肿瘤的发展，但两者都不能独立地解释所有生物学事件。诱导EMT能促使肿瘤细胞获得干细胞特性，通过诱导分化的肿瘤细胞最终形成肿瘤干细胞并维持干性，而肿瘤干细胞同样具有EMT特征。然而，EMT是通过何种分子机制转化干细胞样细胞的，目前尚不清楚。下面向大家介绍目前已知的关于EMT和肿瘤干细胞间分子机制上的关联性。 连接EMT与肿瘤干细胞的信号通路：
抑制肿瘤细胞增殖的药物筛选方法 09级生科3班余振洋200900140156 一、【实验原理】 1．关于恶性肿瘤和抗肿瘤药物： 恶性肿瘤是一种常见病，严重威胁着人类的生存质量，被称为人类健康的第一杀手。多年来人类一直在不断的进行抗肿瘤药物的研究，抗肿瘤药物的筛选是整个研究过程中很重要的个环节，而进行药物的筛选首先离不开合理的筛选方法和系统。寻找选择性强、对实体瘤有效的新型抗肿瘤药物，是摆在抗肿瘤药物研究人员面前的重要任务。世界各国对抗肿瘤药物的筛选都非常重视，投入了大量的人力、物力、财力，每年都有大量的化合物(合成药、天然产物和微生物发酵产物)待筛，抗肿瘤药物筛选方法的发展经历了一个探索的过程。 8O年代中期以前，普遍采用的筛选方法是以体内小鼠白血病／淋巴瘤模型P388和L1210为基础的 J，所有化合物在进一步的临床研究之前必须通过这种小鼠肿瘤模型的筛选。即小鼠白血病P388和L1210作为第一轮初筛，能通过第一轮初筛的化合物才能被允许进入第二轮筛选。这种方法有一个很明显的缺陷就是一些在临床上有活性的药物将被筛选掉，无法保证所有具有抗肿瘤作用的药物都能通过筛选。鉴于以前的筛选方法存在较大的缺陷，1985年之后以NCI为首的一些研究单位普遍开始采用针对疾病的筛选方法来代替针对化合物的筛选方法，即放弃体内小鼠筛选，代之为体外代表各种常见实体瘤的人类肿瘤细胞株筛选。这种筛选系统是一种高通量的抗肿瘤筛选体系，其主要优势有两点：其一是多种细胞株初筛有可能筛选出对特殊的人类肿瘤或对特殊组织亚型有活性的物质；其二是这种体外筛选尤其适合于复杂天然产物提取物中有效成份的证实，过去动物筛选需较大量的天然产物，而现在天然产物的需要量就大大减少，可以指导有效成份的进一步分离纯化，使得从天然产物中发现新的抗肿瘤药物更加便利。 2．关于筛选方法： 下面为现阶段较为普遍采用的一些抗肿瘤药物的筛选方法的实验原理。 1）以端粒酶活性为作用靶点筛选抗肿瘤药物 端粒是染色体特殊结构，起着保护染色体的完整和稳定性的作用，端粒酶是一种核糖核蛋白返转录酶，由RNA和蛋白质组成，可以以自身的RNA为模板合成端粒末端。已发现在正常的体细胞和良性肿瘤组织中端粒酶活性是阴性，而在人体恶性肿瘤组织和人的肿瘤细胞株中都表达了很高的活性。因此，认为端粒酶与恶性肿瘤的发生发展有密切的关系，有可能成为肿瘤治疗的靶点。 2）应用快速荧光素测定法筛选抗肿瘤药物 快速荧光素测定法是一种近几年发展起来的应用非常广泛的体外药物敏感性测定方法，其原理为采用一些特殊的荧光染料，对细胞的特定成份进行染色或标记。或通过细胞酶的作用使无荧光性的材料分解或转换为荧光材料，通过测定荧光强度从而测定出活细胞的量。现在普遍采用一种特殊的荧光染 FDAL1u(Fluoreseein diacetate)，在正常情况下它不具有荧光，但当它加人到具有完整细胞膜的肿瘤细胞的营养液中时，由于细胞分泌的水解酶的作用，FDA
第6章肿瘤细胞的培养 肿瘤细胞培养是研究癌变机理、抗癌药的敏感性、肿瘤细胞和癌分子生物学特性的重要手段。癌细胞是比较容易培养的细胞，当前所建立的细胞系中癌细胞是最多的。应用体外细胞培养技术进行肿瘤研究具有许多优点： (1)可免受机体内环境因素的影响，避免了个体差异性，便于探索各种物理、化和生物 因素对肿瘤细胞生命活动的影响。 (2)既便于从细胞水平上研究肿瘤细胞的结构与功能，又便于从基因及分子水平上研究 癌变的发生机理； (3)可长期传代、保存，便于观察肿瘤细胞生物学特性和遗传行为的改变。 (4)可用于快速筛选抗癌药物和研究耐药机理。 (5)研究周期短，比较经济。 但是它也有缺点，如长期培养可使细胞生物学特性发生改变；体外实验所得的结果不能完全代表体内的情况，应与体内试验结合研究更为合理等。 一、肿瘤细胞培养的生物学特性 1、形态和性状 形态不规则，细胞界限清晰，伸展较差，核膜、核仁轮廓明显，核仁多、核浆丰富。折光性强，电镜观察细胞表面微绒毛多而细密，与肿瘤细胞具不定向运动和铺着不依赖性有关。 2、生物特性 癌细胞在无血清或低血清(2%～5%)时仍能生长，营养要求不高，因能自分泌促增殖因子，在软琼脂培养时单个细胞能形成集落，生长方向性消失，再加上失去了接触抑制，癌细胞数量增多时可呈多层重叠生长，细胞饱和密度大，有丰富的三极有丝分裂，分裂指数高，细胞倍增周期短。 3、永生性 永生性也称不死性，在体外培养中表现为可无限制传代而不凋亡(Apoptosis)，体外培养的肿瘤细胞系(株)都表现有这种特性。但体外培养的永生性和体内肿瘤的恶性(包括侵润性)是两种性状，受不同基因调控的，因恶性肿瘤多数在体外培养时并不那么容易获得成功，生长增殖能力并不旺盛，有时只能传若干代，说明体外培养的永生性可在体外培养后获得的。另外，体外培养的许多细胞系，如NIH3T3、Rat-1 10T1/2等均具有永生性而无恶性。但两者有相关性，永生性可能是细胞恶性变的某一阶段。 4、侵润性 侵润性是肿瘤细胞扩张性增殖行为，体外培养的肿瘤细胞仍保持有这种特性，当与正常组织混合培养时，能侵润入其他正常组织中，甚至能穿透人工隔膜。 5、异质性 所有肿瘤细胞都是由增殖能力、遗传性、起源、周期状态等性状不同的细胞组成，属于异质性，其中有的衰老、退化，有的处于周期阻滞状态，只有那些处于活跃增殖的肿瘤干细胞才是支持肿瘤生长的成分，肿瘤干细胞易于生长增殖，分离培养干细胞的方法称干细胞培养(有干细胞系和数个亚系组成)。
细胞培养技术原理及应用研究进展 姓名：赵鹏学号：158033038 专业：流行病与卫生统计学 摘要：细胞培养是指将采集体内组织的细胞模拟体内生长环境，放置在无菌、一定营养条件、适宜的温度及酸碱度下，使其生长、繁殖，并维持其结构和功能的一种技术，已成为生物、医学研究及应用广泛采用的技术方法。文章对细胞培养技术的应用作一综述。 关键词：细胞培养；应用；研究进展 细胞是构成机体的基本单位，是生命活动的基本单位。一切有机体（除病毒）都是由细胞组成的。细胞具有独立的、有序的自控代谢体系。因此，对细胞的深入研究是揭开生命奥秘、征服疾病的关键。细胞培养是指将采集体内组织的细胞模拟体内生长环境，放置在无菌、一定营养条件、适宜的温度及酸碱度下，使其生长、繁殖，并维持其结构和功能的一种技术。细胞培养技术的优点是可以直接观察活细胞的形态结构、生命活动及其变化；提供大量生物性状相似的试验对象，特别是研究大型动物（奶牛）时具有耗资少的优点。但模拟体内环境仍与实际有很大的差异，因此利用细胞培养技术的试验结果不可以轻易做出与体内等同的结论。 动物组织（细胞）培养开始于20世纪初，现已成为生物、医学研究及应用广泛采用的技术方法[1 ]。随着细胞培养技术的不断发展，现在也广泛应用于动物生产研究。20 世纪60 年代，该技术应用于水产动物的病毒分离和纯化，对于鱼类疾病的防治具有重要作用。近年来研究发现单一种子细胞难以完成构建复杂组织的需要，因此产生了联合培养细胞技术。联合培养下的细胞之间存在着精细的相互调控关系，因而更符合仿生学的原理且更有利于种子细胞的增殖与分化，为复杂的细胞诱导分化以及体外组织构建提供了新思路、新方法[2 ]。 1 细胞培养 细胞培养是将活体组织或细胞从试验动物体内取出，放在模拟体内生存环境的体外环境（无菌、适温、营养丰富）中，使高体细胞生长、发育的一种方法。按照培养的结构成分不同，将其分为组织培养、细胞培养及器官培养等。根据细胞是否在支持物上生长，将其分为贴壁型和悬浮型。一般来说，圆形细胞如淋巴细胞属于悬浮型，而胞体梭型（成纤维型细胞）、扁平不规则（上皮型细胞）等属于贴壁型，贴壁型细胞必需贴附在支持物表面生长。细胞培养开始于1906 年，Harrison 用蛙新鲜淋巴液培养蛙胚神经组织4 周，首次成功地利用体外培养液培养神经元，标志着组织细胞的体外培养模式的基本建立。随着细胞培养技术的不断发展和完善，20 世纪50 年代进入繁盛阶段，细胞培养逐渐被基础研究与应用领域所应用，特别是在医学领域得到迅速的发展。目前，细胞培养技术已经涉及到生物学、农业、环境保护等领域[ 3 ]。 目前，在细胞培养过程中，只能根据离体细胞的特点和培养条件，提供满足其生长和发育的一些基本生理条件。必须在无菌条件下进行，细胞感染微生物后，会因被夺营养物质而导致细胞生长缓慢或停滞，甚至死亡。需要提供适宜的温度和pH，一般哺乳动物细胞培养的温度控制在37 ℃，鱼类的温度要低一些。温度过高或过低时，均不利于细胞生长甚至会导致细胞死亡。动物细胞最适宜pH一般控制在7.2~7.4，在此范围细胞生长活跃，增殖速度快，如果过低或过高性，细胞会因为细胞膜受损而死亡。细胞离体培养技术的关键是细胞培养液的设计，理想的细胞培养液可以同时解决细胞离体培养所需要的pH、渗透压、营养物质、调节物质的全部需要。细胞培养液中需含有细胞增殖、生长所需要的各种营养物质。如提供能量的物质（N源、C源）、代谢调节控制的物质（无机盐、维生素、激素）。另外，在细胞培养过程中需要提供一定量的气体（O2和CO2）。CO2具有调节pH和缓冲的作用，一般提供5% CO2。
肿瘤治疗新目标——肿瘤干细胞【摘要】肿瘤干细胞是肿瘤细胞的祖细胞，是肿瘤的真正种子，它们虽然仅占肿瘤细胞中极少的一部分，但具有自我更新能力和不定分化潜能，是形成不同分化程度肿瘤和肿瘤不断生长的根源，是肿瘤发生、扩散、复发等过程中的“起始细胞”或“动力细胞”。传统的化疗药物不能有效靶向作用肿瘤干细胞，开发针对肿瘤干细胞的靶向治疗，能给肿瘤治疗模式带来全新的改变，有望彻底改善患者的预后。 【关键词】肿瘤干细胞 干细胞（stem cell）是一类具有自我更新能力和无限增殖分化潜能的原始细胞，这种细胞可分化为特定组织中一个或多个具有特定功能的细胞。随着对干细胞研究的深入，人们对肿瘤的发生、发展有了新的认识。有研究者提出恶性肿瘤是一种干细胞疾病，肿瘤来源于干细胞。这种干细胞，即肿瘤干细胞（cancer stem cell, CSC）在肿瘤组织中存在，虽为数不多，仅占肿瘤细胞的万分之一至百分之一左右，但具有自我更新能力和不定分化潜能，是形成不同分化程度肿瘤和肿瘤不断生长的根源，是肿瘤发生、扩散、复发等过程中的“起始细胞”或“动力细胞”。直接针对CSC的靶向治疗，可望带来肿瘤治疗模式的全新改变，彻底改善患者的预后。 1 肿瘤干细胞的发现 传统观念认为，所有肿瘤细胞均存在无限增殖的可能，每个发生转移的肿瘤细胞都具有再次形成肿瘤的能力。然而，1958 年Hewitt[1]把小鼠白血病细胞移植到同品系的小鼠体内,发现仅有1%～4%的移植
细胞能够形成脾脏内克隆。随后陆续有实验报道在白血病[2~5]、乳腺癌[6,7]、脑肿瘤[8,9]、胃肠肿瘤[10,11]等多种实体瘤中发现具有干细胞特性的一小部分肿瘤细胞，而且只有这些肿瘤细胞（而不是全部肿瘤细胞）具有致瘤性。于是，学者们提出了肿瘤来源于肿瘤干细胞（CSC）的学说。CSC学说认为肿瘤组织中都存在有CSC，这些CSC是肿瘤细胞的祖细胞，是肿瘤的真正种子，它们虽然仅占肿瘤细胞中极少的一部分，但在肿瘤的发生、发展、侵袭过程中发挥着重要的作用。 1.1 血液肿瘤干细胞 早在20 世纪 60年代，Bruce等[2]就发现鼠白血病细胞的一小部分亚群和正常造血干细胞及祖细胞一样，在体内外均能形成克隆。随后Park等[3]发现从大鼠腹水中获取的白血病细胞中仅有1‰～1%能在体外形成克隆细胞株；而且白血病细胞被输注入体内，也仅有1%～4%的细胞能形成脾克隆，这说明只有少数白血病细胞能在体内、外增生。Park据此推测可以形成克隆的白血病细胞是白血病干细胞，并由此提出了白血病干细胞（leukemic stem cell，LSC）的概念。Lapidot等[4]将一个与正常造血干细胞具有相同CD34+CD38-表型的白血病细胞亚群移植给NOD/SCID小鼠，发现此亚群细胞表现出干细胞样的自我更新和增殖能力，于是将此亚群细胞定义为SL-IC（SCID leukemia-initiating cell）。1997年，Bonnet等[5]用实验证实了大多数白血病细胞不能持续增殖，只有少数LSC能形成白血病细胞集落；人类急性髓细胞性白血病（acute myelocytic leukemia, AML）干细胞约占全部AML细胞的0.2%~1%，表达CD34+CD38-；这一细胞亚群具
临床级干细胞分离培养等产业化关键技术研发 一、项目背景和意义： 作为生物技术最新的研究领域，干细胞的发现和干细胞技术的发展为人类疾病的治疗提供了独特的视角、方法和手段，为人类疾病治疗提供了新的希望和曙光，必将引起一场医学的革命。干细胞的重要性奠定了其在医药卫生、科技产业和国防等领域内的重要地位，因此干细胞的研究开发和应用是人类的健康工程，预期在未来几年内会有更大的飞跃。尤其是近年来，干细胞研究的进程和产业化速度大大加快。干细胞的产业化是指依托于干细胞采集、储存、研发、移植、治疗等产品或服务以满足人类各种治疗和应用目的的行业种类的总称，干细胞产业已成为一个生机无限的经济增长点，蕴含着巨大的利润空间，是21世纪最有前景的朝阳产业。 临床级干细胞的分离与扩增是干细胞产业化过程中的重要环节。什么样的干细胞能从体外培养进入临床疾病治疗？这就需要建立一个临床级干细胞的标准，它可以极大促进干细胞临床疾病治疗的研究和发展。目前干细胞治疗研究中开展最广泛的两类细胞是造血干细胞和间充质干细胞。对于造血干细胞，目前全世界已经建立了很多脐带血库来保存造血干细胞，并已得到广泛的应用。而间充质干细胞的建库和临床应用才刚刚起步，目前已初步应用于治疗血液病（与造血干细胞共移植）、心脏病、脊髓损伤和多种自身免疫性疾病等，并取得了一定进展。在间充质干细胞治疗同种异基因造血干细胞移植后发生
的GVHD方面，美国Osiris公司已完成了III期临床试验。间充质干细胞具有广泛的应用前景，但是，迄今为止仍没有一个国际公认的能够用于分离和鉴定间充质干细胞的表面标志，这造成了制剂细胞成分不均匀、质量难以控制等困难。 因此，开发特异性分离间充质干细胞的新方法是进一步推动间充质干细胞临床应用的必然趋势。按照临床应用的标准开发骨髓、脂肪、脐带等间充质干细胞的特异性分离纯化工艺，建立临床用间充质干细胞的制备工艺技术标准程序对于间充质干细胞的未来应用具有重大的推动作用。 二、项目目标 1. 总体目标： 建立临床级干细胞标准、开发临床级干细胞分离与培养工艺以及建立临床用间充质干细胞的制备工艺技术标准程序等。 2.具体技术指标： 建立1项成体干细胞的临床级分离纯化的关键技术、标准化操作程序和质控标准，实现间充质干细胞治疗产品生产的标准化、规模化运行，质量达到临床应用标准。 三、主要研究内容： 针对干细胞临床应用中所面临的分离、培养、扩增等关键问题，重点确定与国际接轨的临床级干细胞的标准，建立多种临床级干细胞的分离纯化和培养新技术，为实现干细胞产业化奠定基础。
肿瘤干细胞培养技术 随着干细胞生物学以及肿瘤学研究的不断深入，肿瘤干细胞已成为当前肿瘤研究的热点。肿瘤干细胞的体外培养在肿瘤干细胞研究领域具有不可替代的重要地位，通过分离、纯化及培养肿瘤干细胞可以对其生物学特性如异质性、肿瘤的演化、转移和抗药性等进行研究，为肿瘤的早期诊断与治疗提供了新的思路和策略。 肿瘤干细胞的体外培养多采用无血清培养基(serum free medium, SFM)，根据不同的细胞类型加入适当的细胞因子联合培养以防止其分化。肿瘤细胞系或者是临床肿瘤组织联合采用机械和胶原酶消化肿瘤组织得到单细胞悬液，经过流式细胞仪或者免疫磁珠分选的方法得到肿瘤干细胞使用无血清培养基在37℃，5％CO2饱和湿度的条件下进行体外培养，但值得注意的是临床肿瘤组织的获取应该越新鲜越好，最好是在外科手术后1小时内进行处理否则将影响肿瘤干细胞细胞的活性，不利于体外培养。 无血清培养基有很多种，针对不同的细胞类型有专门的无血清营养液出售。无血清培养基具有以下的优点：各批产品之间成分相对明确、质量相对一致；便于控制培养的生理环境；特殊细胞类型的优化配方有利于提高细胞的稳定性，使不同类型的细胞能在最有利于各自生长的环境中持续传代培养；依据不同类型的细胞、甚至不同的细胞系(株)都可能有各自的无血清培养基。总的来说可以分为基础营养基及附加成分两大部分[1]。基础培养基一般采用人工合成的培养基主要有DMEM、DMEM/F12、UltraCULTURETM、神经干细胞专用无血清培养基、黑色素瘤专用培养基等其中以DMEM/F12(1:1，Invitrogen)最为常用。附加成分是指在基础培养基中加入各种不同细胞生长所需的营养成分，包括①营养因子：胰岛素、转铁蛋白和亚硒酸钠、牛血清白蛋白、B27、L－谷氨酰胺；②细胞因子：白血病抑制因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、神经生长因子、血小板衍化生长因子等。使用无血清培养基培养的细胞经胰酶消化传代后不使用血清终止胰酶的作用，可使用0.1％－0.5%大豆胰酶抑制剂(soybean trypsin inhibitor)。 一、肿瘤干细胞培养中几种常见的细胞因子 (一)白血病抑制因子LIF(leukemin inhibitory factor,LIF) 是白介素6(IL-6)细胞因子家族中的一员，是典型的多功能生长因子，具有多种生物学功能：对细胞生长、增殖与分化有着广泛的作用，抑制分化促进干细胞增殖。胚胎干细胞的体外培养需要添加LIF以抑制其分化，维持其多能性。LIF可抑制成纤维细胞生长因子(Fibroblast Growth Factor ,FGF)、β转移生长因子(β-transforming Growth
干细胞和肿瘤干细胞： 干细胞和肿瘤干细胞的相同点： 肿瘤干细胞和干细胞在生物学特性和生长调控机制等诸多方面有着极其相似的生物学行为，主要相似之处有：①二者具有相似的调节生长的机制。有证据表明许多与肿瘤有关的调节途径也调节正常干细胞的发展，例如：凋亡抑制基因bcl-2可在体外增加HSC的数量。其他与癌变有关的信号途径如Wnt，Notch，Shh，Bmi-1等在调节干细胞自我更新的同时也在肿瘤中起作用[10-11]。②干细胞具有迁移的特性，而癌细胞有转移的能力。Tu等[12]认为干细胞的迁移和癌细胞的转移，皆受特异化学因子及其受体的调节。干细胞迁移到特定的组织和器官，而这可以解释肿瘤转移也有一定器官和组织特异性。③干细胞与癌细胞在一定的条件下是可以转化的，如生殖嵴或胚胎植入体内可以诱导成畸胎瘤，而畸胎瘤细胞注入鼠囊胚内细胞团可以形成正常胚胎。④肿瘤干细胞与HSC一样，可以分为肿瘤干细胞、短期增生细胞、分化细胞。⑤肿瘤起源于干细胞。有人认为单一细胞获得4~7次突变将发生恶性转化[13]。组织更新快的上皮组织、造血系统是肿瘤高发部位，组织自我更新越快，复制、转录过程中基因发生突变的概率越高。尽管大多数肿瘤转化突变的靶细胞并不清楚，但是已有相当多的证据表明某些结肠癌和白血病产生于积累多次突变的干细胞。⑥干细胞与肿瘤干细胞都具有端粒酶活性以及扩增的端粒重复序列，而人类终末分化体细胞不具有端粒酶活性。⑦二者均具有自我更新和无限增殖能力。⑧自我更新能力。⑨组织特异分化能力，肿瘤干细胞能够产生不同表型的肿瘤细胞，并在体内形成新的肿瘤。⑩不对称分裂能力。 干细胞和肿瘤干细胞的不同点：但肿瘤干细胞也具有不同于干细胞的特点：①自我更新信号传导途径的负反馈调节机制被破坏，肿瘤干细胞具有无限增殖和无自稳定性，而正常干细胞的增殖具有自稳性，其数目保持恒定。②缺乏分纯成熟能力，晚期肿瘤细胞没有分化为成熟细胞的能力，说明其分化程序异常，这与有着正常分化程序的干细胞不同。③肿瘤细胞倾向于积累复制错误，而正常干细胞的
造血干细胞的特性与应用 姓名： 学号： xx大学生命科学学院，2010生物科学 摘要： 关键词： 造血干细胞；生物学特性；应用 1造血干细胞的来源 胚胎造血与出生后的较单一、固定的骨髓造血不同，它伴随着生长发育而不断变换造血部位。一般认为，随着胚胎发育过程中造血中心的转移，其造血过程相继分为三个阶段，即胚胎外造血期——卵黄囊造血期（人胚第13~16天）、胎肝造血期（人胚第6周至第5个月）和骨髓造血期（胚胎第四4个月开始至终生）。但有学者认为成体造血干细胞来源于胚胎的背主动脉区，因为能够重建成体各系造血的造血干细胞最早出现在鼠胚第10天的主动脉-性腺-中肾（AGM）区。 而卵黄囊只是一种一过性的造血组织，不是胚胎发育过程中的第一个造血中心。至于骨髓造血干细胞，有人认为其来源于胎肝造血干细胞的迁移，也有人认为其来源于上述的AGM区，目前尚无定论。 2造血干细胞的特性与鉴定 2.1造血干细胞的生物学特性 2.1.1造血干细胞的活化 1986年Lemischka等通过对移植小鼠血液细胞DNA分析所做的克隆研究发现，在小鼠接受移植后的造血恢复期，植入的造血干细胞不是被平均使用，一部分克隆逐渐消退;以移植小鼠的骨髓做二次移植后，二次移植的小鼠造血由在
一次移植中与造血无关的另一部分克隆来维持。结果提示，造血干细胞并非全部处于增殖分化周期中。一般情况下，大部分造血干细胞处于静止期，在必要时才进入细胞周期进行细胞分裂。造血干细胞分裂后，其子代细胞一个通过自我复制维持造血干细胞的特性，另一个则通过分化成为多能性造血祖细胞。造血干细胞的活化机制尚不明确，但至少其中一个机制是通过各种细胞因子来调节。人们推测，造血干细胞的活化，需要多种刺激因子的协同作用。在细胞刺激因子之外，细胞抑制因子也能调节造血干细胞的活化。 2.1.2造血干细胞的自我更新 造血干细胞最为基本的生物学特征是其具有高度的自我更新能力(Self-re-newal)，即它能通过自我复制方式使子代细胞与亲代细胞具有完全相同的特征。造血干细胞的这种高度的自我更新能力，在维持机体一生的造血过程中具有重要意义。因为，造血干细胞如果不能通过自我复制进行自我更新，随细胞的增殖分化成熟，干细胞池即会被耗尽而导致难以维持造血。大量研究证实，造血干细胞经分裂后其子代细胞基本上能够保持与亲代细胞完全相同的特性。但也有学者认为，即使是造血干细胞，只要行分裂，从严格的意义上来讲，就不存在完全的自我复制，而已进入了分化阶段。造血干细胞是否确实能够进行完全的自我复制，尚存争议。但具有长期体内外造血重建能力这一特征是造血干细胞所必备的。 2.1.3造血干细胞的多向分化 通过放射线照射，诱导细胞产生染色体异常，然后将具有这种染色体异常的造血干细胞移植给小鼠，在小鼠体内可以看到含淋巴细胞在内的所有血液细胞均具有相同的染色体异常，说明造血干细胞可以形成含淋巴细胞在内的各种血液细胞。现已明确，造血干细胞向成熟细胞分化过程中受到多种正负造血因子的作用，形成一种较为复杂的调控网络。在综合因素作用下，造血干细胞可以分化形成红系、髓系、巨核系成熟血液细胞，也是淋巴系干细胞的来源。除造血系细胞外，近年还发现造血干细胞可以分化形成一些非造血细胞，如破骨细胞、表皮生发层细胞等。新近在一例作异性间骨髓移植后的病人，发现受者肝细胞具有供者的染色体核型，提示其来源于供者的造血干细胞。 而近
精心整理 肿瘤学研究常用实验技术及方法复习题 1.表观遗传的科学内涵 三个特点？ a)基因功能完全、稳定地丧失，有遗传性； b)细胞外环境长期作用的结果，有可逆性； c)分析方法灵敏，可检出少数细胞的变化 2. DHPLC 3. i. ii. 梯度中 iii. SDS- iv. 1.丙烯酰胺有神经毒性，可经皮肤、呼吸道等吸收，故操作时一定要注意防护。 2.制备聚丙烯酰胺凝胶时，小心防止凝胶渗漏。 3.蛋白加样量要合适，加样量太小，条带不清晰，加样量太大，则泳道超载，条带过宽而重 叠，甚至覆盖至相邻泳道。 4.对多种蛋白质而言，电流大则电泳条带清晰，但电流过大，玻璃板会因受热而破裂，故适 合的电流为玻璃板微热。 5.胶转膜后应在膜上标记好正反面及电泳方向。 6.电转移时应注意勿将滤膜和胶的位置放反，而且滤纸、滤膜和胶应等大，以免短路。
4.组织培养/基因的克隆、转化与表达 i.请列举至少3种流式细胞仪的用途? 1.定量检测细胞膜、细胞质和细胞核中的各种细胞成分 2.研究细胞的各种功能状态(细胞增殖，细胞凋亡、细胞分化、酶活性、细胞膜通透性、 氧化还原状态、吞噬性等)。 3.定量检测血清中的各种可溶性生物分子成分 临床中应用：1.白血病和淋巴瘤的免疫分型 1. 2. 3.细胞 磷酸酶（phosphatase） 激酶（Kinase） 连接酶（Ligase） 5.生物质谱简介 生物质谱在蛋白组学中的应用？ 1.ProteinsMWmeasurements； 2.ProteinIdentification；(ID) 3.Peptideandproteinprofiling； 4.ImagingMS； 5.ProteinPTMs；5.ProteinQuantification 6.《常用电泳技术基本原理及应用》课程复习题
2007,25:3399-3406. [28] P e r e z E A ,L e r z oG ,P i v o t X ,e t a l .E f f i c a c y a n ds a f e t y o f i x a b e p i -l o n e (B M S-247550)i nap h a s eI I s t u d yo f p a t i e n t sw i t ha d -v a n c e db r e a s t c a n c e r r e s i s t a n t t oa na n t h r a c y c l i n e ,at a x a n e ,a n d c a p e c i t a b i n e [J ].J C l i nO n c o l ,2007,25:3407-3414. (编校:李鹏超) 肿瘤干细胞与微环境研究进展 黄明主,张凤春 R e s e a r c h p r o g r e s s i n c a n c e r s t e m c e l l a n d I t s m i c r o e n v i r o n m e n t H U A N GM i n g -z h u ,Z H A N GF e n g -c h u n D e p a r t m e n t o f O n c o l o g y ,R e n j i H o s p i t a l o f S h a n g h a i J i a o t o n g U n i v e r s i t y ,S h a n g h a i 200127,C h i n a .【A b s t r a c t 】C a n c e r s t e m c e l l s f r o m s e v e r a l t y p e s o f t u m o r s w e r e i s o l a t e d ,i d e n t i f i e da n dp r e l i m i n a r i l y c h a r a c t e r i z e d , w h i c hm i g h t p r o v i d e a n o v e l c l u e f o r e x p l a n a t i o n o f t u m o r i g e n e s i s a n d e s t a b l i s h m e n t o f n o v e l s t r a t e g y o f e f f e c t i v e t h e r -a p y .M e a n w h i l e ,c a n c e r s t e mc e l l s a r el o c a t e d i nt h e s p e c i a l m i c r o e n v i r o n m e n t ,w h i c hp l a yi m p o r t a n t r o l e s i n t u m o r i -g e n e s i s a n d t u m o r m e t a s t a s i s e s .T h e r e s i s t a n c e o f c a n c e r s t e mc e l l t o t r a d i t i o n a l t h e r a p i e s i s t h e m a i n c a u s e o f t h e f a i l -u r e o f t u m o r t h e r a p y .T h i s r e v i e wf o c u s e s o n t h e r e s e a r c h p r o g r e s s i n i t s m i c r o e n v i r o n m e n t ,i n o r d e r t o b r i n g n e wi d e a s f o r t u m o r t h e r a p y .【K e y w o r d s 】c a n c e r s t e m c e l l ;m i c r o e n v i r o n m e n t ;t h e r a p y M o d e r n O n c o l o g y 2009,17(06):1182-1185 【指示性摘要】肿瘤干细胞的分离、确定和特性研究对揭示肿瘤的发病机制及制定新型高效治疗策略提供了新线索。同时,肿瘤干细胞位于特定的微环境中,这些微环境在肿瘤的发生及转移中起着重要作用。肿瘤干细胞对传统治疗方法的抵抗是肿瘤治疗失败的主要原因。本文就肿瘤干细胞微环境的研究进展及给肿瘤治疗带来的新思路做一综述。 【关键词】肿瘤干细胞;微环境;治疗【中图分类号】R 730.23 【文献标识码】A 【文章编号】1672-4992-(2009)06-1182-04 一直以来,肿瘤被认为是由迅速增殖的细胞构成的均一肿块,因此设计治疗方法来消除高度增殖的癌细胞。但最新 研究表明,就增殖和分化而言,肿瘤细胞是不均一的,引起肿瘤生长的细胞只占所有肿瘤细胞中的一小部分,被称为肿瘤干细胞(t u m o r s t e m c e l l ,T S C )。像正常干细胞一样,肿瘤干细胞具有自我更新与分化的能力,分化的细胞占整个肿块的绝大部分体积。 1 肿瘤干细胞 C l a r k e 等[1]认为,肿瘤细胞和干细胞都具有自我更新的能力,进而推测认为:肿瘤细胞起源于正常干细胞的转变,相似的信号转导通路调节着干细胞和肿瘤细胞的自我更新,肿 【收稿日期】 2008-07-10【修回日期】 2008-08-12 【基金项目】 国家自然科学基金资助项目(30670798);上海市科委 自然基金项目(06Z R 14062) 【作者单位】 上海交通大学医学院附属仁济医院,上海 200127【作者简介】 黄明主(1979-),男,安徽蚌埠人,博士研究生,主要 从事肿瘤干细胞的调控研究。 【通讯作者】 张凤春(1957-),男,吉林长春人,主任医师,教授,博 士生导师,主要从事肿瘤干细胞的调控研究。 瘤细胞可能包含肿瘤干细胞。认为肿瘤细胞来源于正常干细胞,而不是分化细胞,因为:第一,干细胞具有自我更新的 机制,而保持这种机制比在已经分化了的细胞中重新获得要简单的多;第二,干细胞的寿命较长,获得累计突变的机会较成熟细胞多。 1.1 肿瘤干细胞研究历史 肿瘤干细胞的真正研究是自1997年D i c k 等[2]发现人类白血病干细胞开始的。A l -H a j j 等[3]首次成功从人类乳腺癌中分离出肿瘤干细胞,这一成果极大推动了实体瘤干细胞的研究。他们通过特异性的细胞表面标志(上皮细胞特异性抗原E S A 、乳腺/卵巢癌特异性标记B 38.1、黏附分子C D 44等),从9例病人中成功分离8例乳腺癌起始细胞(b r e a s t c a n c e r i n i t i a t i n gc e l l s ),其细胞表型为L i n -E S A +C D 44+ C D 24-/l o w 。研究结果显示,L i n -E S A +C D 44+C D 24-/l o w 细 胞虽然只占N O D/S C I D 小鼠移植乳腺癌细胞的2%,但200个此类细胞即可于接种后5个月,在小鼠乳腺中形成约1c m 大小的肿瘤,而数以千计的其他表型细胞则无致瘤能力。具有致瘤能力的细胞亚群能连续传代,并且在新形成的肿瘤 中,既含有L i n -E S A +C D 44+C D 24-/l o w 表型的致瘤细胞,也包含有其他表型的非致瘤性细胞。继白血病、乳腺癌等重要 · 1182·M O D E R NO N C O L O G Y ,J u n .2009,V O I .17,N O .6
干细胞日趋成熟：德国应用已近三十年 2013年12月03日 10:57来源：华声在线 干细胞在德国的应用已经有三十多年历史，并且针对某些血液系统疾病已取得很好的治疗效果。各大医学院校目前已都开展了干细胞项目，而德国TICEBA干细胞中心对ABCB5干细胞的临床应用，也给糖尿病等疾病治疗带来了历史性的突破。 在发达国家，医学上利用干细胞进行器官的修复和再生，已具备成熟的临床应用经验。更多干细胞领域的科学证据则给传统的医学带入了新的视角。 2011年，美国科学家罗伯特·兰扎将人体胚胎干细胞分化培育成视网膜细胞，然后在两名失明患者眼里各植入5万个视网膜细胞，术后一名患者如今能独自行走、用电脑、倒咖啡，另一名患者能辨识颜色。 2012年12月，日本科学家山中伸弥(ShinyaYamanaka)与英国科学家约翰·格登(JohnGurdon)获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。山中伸弥是诱导多功能干细胞（iPScell）创始人之一，有了iPS细胞，一些严重的风湿病、瘫痪、脊髓受伤等疾病有了被治愈的可能。
从2008年开始，德国TICEBA干细胞中心利用患者自体的ABCB5阳性真皮间充质干细胞，经提纯和体外培养，并以回输或介入的方式治疗糖尿病等疾病。至今已治疗1500多名患者，其中包括200名糖尿病患者。90%以上获得明显效果。 发达国家标准完善 从全球角度来看，干细胞技术研究与应用发展迅速、前景广阔。但国内目前来看，干细胞治疗在学术上未获认证，中国食品药品监督管理局（CFDA）在《干细胞制剂质量控制和临床前研究指导原则（试行）》中规定干细胞制剂必须进行体内外的致癌性试验。然而，国内很多从事干细胞治疗的非专业机构并没有专门的致癌性检测，治疗的安全性没有根本保证。 而在欧美等发达地区，干细胞的研究、应用已形成较完善的标准和法规。德国、美国、加拿大、英国、新西兰等医疗先进国家对此项技术则具备更明确、精细且严格的管理体系： 2012年5月17日，加拿大卫生部批准了Osiris公司生产的”伯如凯茂”干细胞药物上市销售。该药成为世界上第一款经发达国家批准的用于治疗异体抗宿主病的非处方间充质干细胞药物，并获得了在该领域长达8年半的独家生产类似产品的排他性权利。
神经干细胞体外培养与鉴定 一前言 神经干细胞(Neural stem cells, NSC S)是神经系统内能产生神经元和胶质细胞的未分化原始细胞【1-2】。文献报道，NSC具有无限增殖、自我更新和多向分化能力，在适宜的环境条件下，能分化形成各种靶组织细胞【3-5】。此外，NSC 还可用作为是细胞移植治疗的有效载体，被广泛用于神经疾病细胞或载体治疗。根据目前的研究结果，其主要作用包括下列三方面：①NSC分化成宿主细胞来替代丢失细胞的作用；②分泌多种细胞因子发挥生物学功能；③桥接作用【6-8】。基于NSC的上述特性，从而奠定了NSC在细胞替代治疗中有广泛应用前景，而如何获取NSC则是科学研究和临床实践中首先面临的关键问题。本实验拟建立绿色荧光蛋白（Green fluorescent protein，GFP）转基因小鼠NSCs原代和传代培养技术，为后面的实验提供方法支持。 二实验所需仪器、试剂及其配制 （一）实验仪器 光学显微镜（Olympus,Japan） 倒置荧光显微镜（LEICA DMIRB） 冰冻切片机（Leica CM1900，Germany） 光明DZKW型电热恒温水浴锅（北京市光明医疗仪器厂） XK96-A快速混匀器（姜堰市新康医疗器械有限公司）HT-200 电子天平（成都普瑞逊电子有限公司川制）FA1004型精密电子天平(上海良平仪器仪表有限公司) MP 8001单臂脑立体定位仪(深圳市瑞沃德科技有限公司) 10μl微量进样器（Pressure-Lok，PRECISION SAMPLING CORP，BATON ROUGE， LOUISIANA，Made in USA） 0.5ml、1ml Eppendorff管（Ependorff） 手术器械：眼科剪、解剖剪、显微剪、显微有齿镊及无齿镊、蚊式钳、刀柄刀片等。