近期，來自北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部、北京東方亞美基因科技研究院和南方醫(yī)科大學(xué)的研究人員，在國際學(xué)術(shù)期刊《Oncotarget》發(fā)表題為“Knock out CD44 in reprogrammed liver cancer cell C3A increases CSCs stemness and promotes differentiation”的研究成果。北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部的沈麗教授和南方醫(yī)科大學(xué)第二臨床學(xué)院肝膽二科的主任醫(yī)師高毅，是本文共同通訊作者。

日本科學(xué)家山中伸彌研發(fā)的體細(xì)胞重編程，可誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS），因此獲得了2012年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。自那以來，人們普遍相信，iPS細(xì)胞將成為各種疾病建模和治療的便利平臺(tái)。更多的注意力都集中在癌細(xì)胞重編程，以構(gòu)建腫瘤干細(xì)胞（CSCs）模型。CSCs對(duì)于腫瘤研究至關(guān)重要。目前，CSCs的來源和演化仍有爭(zhēng)議。癌細(xì)胞重編程，可以顯示出癌癥的進(jìn)展，從早期到晚期階段。在腫瘤發(fā)展的體外模擬過程中，不同階段的標(biāo)志物和腫瘤發(fā)展的信號(hào)通路的動(dòng)態(tài)變化，將是清晰可辨的。

肝癌是世界上第五大最常見的癌癥。肝癌的發(fā)展與肝臟發(fā)育有著相似的特點(diǎn)，包括干細(xì)胞的發(fā)育和維持。肝臟CSCs表示具有自我更新能力和干細(xì)胞特性的一部分細(xì)胞，這些特性可能有助于轉(zhuǎn)移性、耐藥性和耐輻射，此外，肝臟CSCs可導(dǎo)致肝臟腫瘤的異質(zhì)性表型。CSCs是標(biāo)志物陽性的，肝臟CSCs標(biāo)志物包括CD13、CD24、CD44、CD90、CD133和EpCAM，這些標(biāo)記可引起腫瘤的高度侵襲性特點(diǎn)及耐藥性。

在肝臟CSCs標(biāo)記物中，CD44主要協(xié)助其他標(biāo)記分離肝CSCs。據(jù)報(bào)道，一種CD44變體可影響氧化還原狀態(tài)，以保護(hù)CSCs免于肝癌中的氧化應(yīng)激。實(shí)際上，CD44眾所周知是一種CSCs標(biāo)記，不僅在肝癌，也在胃癌、乳腺癌、急性髓系白血病中。糖蛋白CD44位于細(xì)胞表面，其參與細(xì)胞間的相互作用、細(xì)胞的黏附和遷移。CD44 mRNA的可變剪接，會(huì)產(chǎn)生多個(gè)具有不同功能的異構(gòu)體。在淋巴細(xì)胞活化、回收和歸巢、癌癥的發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中，可檢測(cè)到CD44。

在這項(xiàng)研究中，研究人員選擇了來源于HepG2的人肝細(xì)胞癌細(xì)胞系C3A。四個(gè)山中因子OSKM被轉(zhuǎn)染到C3A細(xì)胞中。然后，研究人員成功得到了C3A衍生的肝CSCs模型，隨后被命名為C3A誘導(dǎo)的腫瘤干細(xì)胞（C3A-iCSCs）。C3A-iCSCs被認(rèn)為是CD44陽性和CD133陰性。

與CD133+CD44- C3A細(xì)胞相比，CD133-CD44+ C3A-iCSCs顯示出自我更新和干性特征。研究人員發(fā)現(xiàn)，CD44主要位于C3A-iCSCs的細(xì)胞核中，并結(jié)合到腫瘤相關(guān)基因c-MYC的啟動(dòng)子區(qū)域和干細(xì)胞標(biāo)記物SOX2。

為了探討CD44基因在肝癌干細(xì)胞中的整體功能，研究人員使用CRISPR/Cas9系統(tǒng)，敲除了C3A-iCSCs中的CD44。與CD44+ C3A-iCSCs相比，CD44- C3A-iCSCs在小鼠中表現(xiàn)出較高的多能性，在異種移植后腫瘤細(xì)胞的分化增加。這項(xiàng)研究證實(shí)，CD44通過保持低分化的腫瘤細(xì)胞群，在肝癌干細(xì)胞中發(fā)揮重要功能。這一發(fā)現(xiàn)表明，CD44可能是未來肝癌治療的一個(gè)重要研究對(duì)象。