2021-08-08[求助]：人与动物肿瘤细胞表面抗原的差异？

人和动物的表面抗原肯定是存在差异的，提供两篇文章：文章一　　　人胚胎干细胞研究现状与展望胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES细胞）是从早期胚胎的内细胞团（Inner cell mass，ICM）或原始生殖细胞（primordial germ cells PGCS）分离出来的多潜能细胞系，它具有与早期囊胚ICM或PGCS相似的生物学特性，在体外能够保持正常二倍体核型和未分化状态，并且有多方向分化潜能，在适当条件下，ES细胞可被诱导分化为多种细胞、组织，也可以与受体胚胎嵌合，形成嵌合体。1998年，美国威斯康星大学Thomson[1]等率先成功分离、克隆了人胚胎干细胞，并建立了细胞系，这一研究成果立刻在国际上引起轰动，成为世界关注的焦点。由于人ES细胞具有其它哺乳动物细胞ES细胞的一般特性，能够在适宜条件下分化成构成人体的任何一种组织，因此，人ES细胞能够为组织工程研究提供可靠的细胞来源，同时能够在人早期胚胎发生、细胞组织分化以及基因调控等研究领域发挥重要作用。基于此，本文针对人胚胎干细胞的研究进展及其应用前景等作一简要回顾[1-10]。一、哺乳动物ES细胞研究为开展人ES细胞研究奠定了坚实基础1981年，人类首次成功地分离得到小鼠ES细胞，自此以后人类对小鼠以及其它哺乳动物ES细胞进行了大量研究。在研究中，科研人员逐步摸索并掌握了ES细胞分离培养的关键技术，进而为人类成功进行ES细胞分离、培养研究奠定了坚实基础。自Evans和Kaufman成功分离小鼠ES细胞后，Martin等（1981），Roberston等（1987）先后建立了ES细胞系。Doetschman等（1988）建立了仓鼠类ES细胞系。Iannaccone等（1994）建立了大鼠的类ES细胞系。目前小鼠ES细胞系的分离、克隆在某些品系已基本成熟完善，尤其是129品系的小鼠畸胎瘤发生率高，建株较为容易，在研究中被广泛。采用小鼠ES细胞目前已经成为研究哺乳动物早期胚胎发生、组织细胞分化以及基因表达调控等研究领域的一个较为理想的模型系统。近年来，研究人员不仅针对啮齿类哺乳动物成功开展了ES细胞分离培养研究，而且还相继对猪、牛、绵羊、山羊、水貂、兔等其它哺乳动物ES细胞进行了深入研究。如Piedrahita（1990）分离得到了猪类ES细胞。Satio等（1992）分离获得了牛类ES细胞。Qraves等（1993）分离得到了兔ES细胞。大量的研究结果表明，虽然这些动物ES细胞具有类似于小鼠ES细胞的特性，但因至目前为止，尚不能确切证明这些细胞具有形成嵌合体的能力。因此，按传统概念，这些ES细胞目前只能称做类ES细胞。长期以来，哺乳动物ES细胞，尤其是小鼠ES细胞系对研究人类胚胎发生、基因表达调控和组织器官移植等发挥了重要作用。但由于ES细胞种属差异较大，使不同种属之间的ES细胞在生物学特性上存在明显不同，因此小鼠等哺乳动物ES细胞应用于临床具有相当大的局限性。近年来，组织工程学作为一门新兴学科，为人类再造具有活力的自体组织或器官提供了可能，作为组织工程研究种子细胞来源之一，人ES细胞的分离、纯化研究也因此受到专家、学者们的高度重视，科研人员利用已经掌握的干细胞培养技术对人胚胎干细胞分离培养，进行了深入探索和研究并最终取得了突破。二、人胚胎干细胞研究现状1、人胚胎干细胞研究概况人类可自发性产生睾丸畸胎瘤，而多能干细胞系正是从畸胎瘤中产生的。Andrews和Thompson等（1984）分别报道了从人类的畸胎瘤中得到了克隆细胞系。在此基础上，Prea等（1989）尝试性地从人畸胎瘤组织中分离ES细胞，最终建立了能分化成所有三个胚层组织的细胞系，研究结果表明，这些细胞系的表型虽然与小鼠ES细胞不尽相同，但初步揭示了人胚胎干细胞建系的可能性。Thomson等（1995）从恒河猴的囊胚中分离建立了ES细胞系，其具有二倍体核型，能分化形成代表3个胚层的组织，这是第一个建株的灵长类动物的胚胎干细胞。Thomson等（1996）建立狨（common marmoset）的8个多能干细胞系，其中2个细胞系连续培养1年多，保持未分化状态，核型未变异，这些ES细胞在缺乏成纤维细胞饲养层的条件下，可分化出包括滋养层细胞和内胚层细胞在内的多种细胞；高密度培养可获得与早期附置后胚胎非常相似的类胚体（EB）。上述针对人类及灵长类ES细胞的研究结果表明，科研人员已经逐步掌握了从人的囊胚中分离ES细胞的技术和条件。1998年2月，威斯康星大学的Thomson等[1]在进行人ES细胞体外培养过程中，发现其中某些人的细胞与他早些时候从猕猴胚胎中培养得到的ES细胞具有相似的生物学形状，通过进一步研究证实，这些细胞即为人类最早发现的人胚胎干细胞。Thomson等从处于囊胚期的人胚胎14个内细胞团中分离、克隆出5个人ES细胞系，应用的方法与17年前用来培养小鼠ES细胞的方法没有大的区别：采用免疫外科方法，去除可能抑制ES细胞生长的滋养外胚层，将内细胞团置于由小鼠胚胎成纤维细胞形成的饲养层细胞上，随后经过一段时间的附着和扩增，将生长的细胞进行分离，再一次置于另一个饲养层细胞上进行培养。经过培养而获得的人ES细胞具有正常的核型；高端粒酶活性；表现出标志灵长类ES细胞表面抗原的特性；在体外能够长期保持未分化状态，培养4-5个月，仍具有形成滋养层以及所有3个胚层组织的能力。此后不久，在距离威斯康星大学千里之外的霍普金斯大学，Shamblott等（1998）从受精后5-9周胎儿含有PGCS的生殖嵴和肠系膜中分离克隆出5个多潜能干细胞系[2]，其特征类似于小鼠ES细胞，对AKP以及作为ES细胞特征性的5种免疫标记抗原表现为阳性；可连续传代且核型稳定；免疫组化分析类胚体的实验结果表明，这些细胞能够分化成包括所有3个胚层的组织。2、人ES的生物学特征2.1人ES细胞生物学特性及核型各种哺乳动物ES细胞都具有与早期胚胎细胞相似的形态结构特征，即胞体体积小、核大，有一个或多个核仁。Thomson等分离的人ES细胞核显著，核质比高，表明他分离的人ES细胞具有一般ES细胞相似的形态特征； Shamblott等由PGCs分离的ES细胞表现细胞间界限不清，细胞核大，也类似于一般ES细胞的形态特征。 在已建立的ES细胞系集落中，ES细胞紧密地聚集在一起，呈克隆状生长，无明显细胞界限，形似鸟巢。ES细胞具有连续无限制增生的能力。此外，还可以在体外对其进行选择、操作、冻存。冻存的细胞可在需要时随时解冻，继续培养仍保持未分化增殖状态，并且来自一个克隆的细胞具有同样的特征。hES源于早期胚胎细胞，在体外扩增培养中保持稳定的整倍体核型，核型至少在10代内能够保持稳定。此外，人ES细胞还具有高度表达端粒酶活性，端粒酶的高度表达表明人ES细胞复制的寿命长于体细胞复制的寿命。2.2人ES的高度分化潜能人ES细胞在理论上能够分化为构成人体组织或器官的任何一种人体细胞。给予人ES细胞适宜的条件，其即可向某一特定的方向分化，并形成特定细胞分化类型，这样，人ES细胞即可用于人体组织或器官的再造研究。人ES细胞高分化潜能主要表现在两个方面：体内分化潜能及体外分化潜能。体内分化潜能表现在将人ES细胞给动物皮下注射后，在动物体内能够形成畸胎瘤。Thomson等将自囊胚分离的5个人ES细胞系分别注射到裸鼠体内，结果在每个裸鼠体内均产生了包含三个胚层组织的的畸胎瘤，畸胎瘤中的组织包括胃上皮（内胚层）、软骨、骨髓、平滑肌、横纹肌（中胚层）和多层鳞片状上皮（外胚层）。有的组织还具有发育良好的组织类型（如形成神经节）。目前尚未发现生殖细胞起源的胚胎干细胞在体内形成畸胎瘤的证据。体内分化潜能表现为在体外缺乏鼠胎儿成纤维细胞饲养层条件下，不管有无白血病抑制因子存在（LIF），Thomson等从囊胚分离的人ES细胞均会发生分化；在具有成纤维细胞的培养液中，人ES细胞生长聚集堆叠于培养皿时也会自发分化。然而，体外分化的证据仅限于表达滋养层和内胚层形成（人类绒毛膜促性腺激素和甲胎蛋白产物）的特异性标记，而产生甲胎蛋白的细胞是代表胎外内胚层还是胚内内胚层，目前还不清楚。 Shamblott等自PGCs分离的ES细胞在LIF存在下，一小部分（1%—20%）细胞克隆自发形成类胚体，将体外培养过程中自发形成的类胚体进行组织学切片处理以及免疫化学检查，发现有代表不同细胞类型的特异性表面标记物的表达，而这些细胞类型与代表三个胚层的细胞类型一致。2. 3人ES细胞表面抗原灵长类ES细胞具有一系列特异的表面标记。早期胚胎阶段特异性抗原（SSEA）1，3和4是球形的糖脂，能为单克隆抗体所识别，灵长类ES细胞表达SSEA-3和SSEA-4，只在分化时表达SSEA-1。但鼠和人ES细胞表达的表面抗原具有种属差异性，如小鼠ICM细胞、ES细胞表达SSEA-1，但不表达SSEA-3或SSEA-4 （Kannagi等，1983，Solter等，1987）。Thomson等研究表明hES细胞表达标志包括早期胚胎阶段特异性抗原（SSEA-3，SSEA-4，TRA-1-81）和碱性磷酸酶AKP，人ES细胞一直呈SSEA-4强阳性，而SSEA-3为弱阳性；性腺起源的多能干细胞所表达的标记与原始生殖细胞的特性一致。Shamblott等自人PGCs分离的ES细胞SSEA-1，SSEA-3，SSEA-4，TRA-1-60，TRA-1-81均表现为阳性，识别SSEA-3抗原的抗体染色弱且不稳定；对于处于未分化态的人ES细胞和恒河猴ES细胞表现SSEA-1阴性，而他们自人PGCs分离的人ES却表现SSEA-1阳性。人ES细胞（20%-90%以上）呈AKP阳性，细胞表面抗原呈SSEA-3，SSEA-4，TRA-1-60，TRA-1-81，AKP阳性。人ES细胞表面抗原与小鼠和其它哺乳动物ES细胞表面抗原存在明显差别，表明在人胚胎发育的早期，在基因表达调控、细胞分化等方面，人与其它哺乳动物存在一定差异，这为鉴定和分离人ES细胞及研究人类胚胎发育、基因表达调控、细胞分化等提供了一条有效的途径。2.4定向诱导分化由人胚胎干细胞发育而来的各种细胞可为器官移植、组织损伤修复等临床应用提供可靠的细胞来源。由于在应用组织工程技术构建人体组织的过程中[7]，往往需要某一单一类型的细胞或组织，因此，若人ES能够应用组织工程研究，必须首先使其定向分化成某一特定的细胞类型。目前针对小鼠ES细胞定向诱导分化成造血细胞、心肌细胞、神经元和胶质细胞等研究，已经取得成功。目前尽管科研人员已经成功分离、培养了人ES细胞，但由于人ES细胞目前尚未建立稳定的细胞系，细胞扩增较慢，加上实验材料（受精卵）来源较困难，在体外培养人ES细胞时常出现自发分化的现象，因此，还不能将其定向诱导分化成特定谱系。但由于人ES细胞定向分化是其能否进入临床应用的关键，相信随着研究的深入和各种条件的成熟，人胚胎干细胞定向分化研究一定会取得进展。2.5 核移植检验ES细胞全能性的一个重要标准，是能否形成包括生殖系在内的嵌合体，即用ES细胞核作供体进行核移植获得的克隆后代。由于伦理和道德原因的限制，目前世界各国都普遍反对克隆人，不容许用人ES细胞进行核移植从而克隆后代。未来临床“治疗性克隆”将是人胚胎干细胞造福于人类的一种非常重要的途径[10]。应用人胚胎干细胞进行“治疗性克隆”研究的技术途径包括以下几个步骤：1）首先取病人体细胞核，将其移植到去核的成熟受体卵母细胞中；2）在早期胚胎形成后，从中分离获得人ES 细胞；3）对ES细胞进行基因修饰和定向分化研究；4）将定向分化后的细胞移植给病人。在此过程中，进行核移植的目的并不是用于克隆人，而是希望通过对人ES细胞进行分离培养、定向分化等处理后，进一步获得再造的人体组织或器官。由于胚胎干细胞具有巨大的临床应用前景，一些国家已开始或准备开始放宽对胚胎干细胞研究的限制，如法国一个高级法院建议取消国家对人类胚胎研究的禁令；美国总统科技顾问委员会建议允许国家资金资助干细胞研究，目前NIH已经正式宣布，美国国家基金不资助人ES细胞研究，但不干涉以自筹资金方式进行相关研究。相信，随着人ES细胞研究的不断深入以及逐渐被社会所认可，人ES细胞以及“治疗性克隆”研究必将获得稳步发展。三、人胚胎干细胞的应用研究前景人ES细胞对在体外研究人正常胚胎发生、非正常发育、及在组织移植、器官置换和基因治疗等研究领域都具有重要的作用，尤其在组织工程研究领域具有诱人的临床应用前景。美国至少已有两家公司开始研究利用克隆技术培育人胚胎，希望大批量生产用于克隆治疗疾病的ES细胞。由于人ES细胞对临床医学有着极其巨大的开发价值，国内外研究人员正在加紧开展人ES细胞的相关基础与应用研究。3.1 临床医学人胚胎干细胞是临床多种疾病的克星。假如能控制胚胎干细胞的分裂过程，便可以制造不同的细胞，以代替病人已坏死或有缺陷的细胞。例如取代帕金森病人有缺陷的脑细胞以及糖尿病人不能制造胰岛素的胰脏细胞等。人ES细胞也可以为临床组织器官移植和细胞治疗提供无限的细胞来源，从而为许多由于供体缺乏而难以根治的疾病提供了治愈的机会，如肾衰竭或白血病等的治疗。最近，Brustle等成功地向神经系统有缺陷的实验鼠体内移植了由胚胎干细胞分化成的神经胶质细胞，结果表明这种人工培育的细胞能真正取代动物自身的细胞。由此可见，胚胎干细胞移植技术和其它先进生物技术的联合应用，在未来的几年内可能引发在移植医学领域的**性进步。目前科学家们设想应用ES细胞进行临床组织移植的基本途径是：自胎儿性腺或早期胚胎分离人ES细胞，经过体外扩增，进行基因修饰以排除移植排斥，随后在体外定向诱导分化后移植给病人；还可取成人体细胞核，将其移植给去核的成熟人或动物的卵母细胞，经核移植得到胚胎，再分离克隆人ES细胞。由于ES细胞为高度未分化状态，不能直接移植给病人，必须进行体外分化，产生适合移植用的特异性细胞前体，因此，如何控制人ES细胞定向分化是ES细胞能否应用于临床医学的关键因素。虽然人ES细胞可能形成各种细胞类型和简单的组织，但其是否具有形成复杂器官的能力目前尚不清楚；人ES也有可能象小鼠ES细胞一样，在体内形成胚胎瘤，为了避免人ES细胞向肿瘤方向发展，人们必须应用自杀基因等对细胞在体内的生长分化过程进行有效控制。3.2 发育研究全能性胚胎干细胞系为通过基因打靶的方式分析在发育中基因的功能提供了一种有效手段。与此同时，通过评估ES细胞本身的体外分化能力，还可以直接探察基因功能。ES细胞除了能够提供决定谱系的直接信息外（这些信息在早期胚胎复杂的三维环境中很难得到），ES在人为控制下向特定谱系的分化还可为基因治疗提供细胞来源。借助于人ES细胞体系，可以破译人体中重要的基因的功能。ES细胞系建立后，可从最根本上提示人及动物发育过程中的决定基因。ES细胞系的体外可操作性，使胚胎发育及组织生长等一系列调节事件有了详细阐明的机会，这主要倾向于分离鉴定新的前体细胞和有重要医学价值的基因。目前功能基因组研究在世界范围内已经启动，如何对获得的众多基因进行功能验证是目前功能基因组研究的重点之一，通过人ES细胞研究有望为确定人类各种未知基因的功能，开辟一条捷径。3.3 药物测试ES细胞可作为评价新药及化学产品的毒性及效能的检测系统。ES细胞具有组织、细胞的广谱性，它发展为胚体后的生物系统，可模拟体内细胞与组织间复杂的相互作用，这在药物和农用化学品工业上有广泛的用途，可减少动物检测，降低成本，因此具有重要的商业价值。四、展望人ES细胞对人类发育生物学基础研究和临床医学都具有相当重要的意义。因为单纯ES细胞培养不会形成胚胎，因此人ES细胞研究不会引起与胎儿研究相关的伦理问题，进而通过人ES细胞，研究人员能够以一种在伦理上可接受的方式，在细胞和分子水平上进行针对人体发育过程中极早期事件的研究；人ES细胞研究可能使人类深刻认识几十年来困扰着胚胎学家的一些基本问题，如像胚胎细胞如何变成彼此不同细胞类型以及何种原因使之构成各种组织器官等，相信随着人们观念的改变，逐步认识到人ES细胞对临床医学及生物学理论研究的重要作用，科学家将会逐步攻克人ES细胞定向分化等难题，使人类有望通过人ES细胞获得大量可供临床应用的移植细胞，进而在临床医学以及生物学研究领域引发一场新的**。文章二　　改良的模拟人类肺癌的小鼠模型虽然科学家们还未能设计出更好的捕鼠器，但他们已经构建出了改良的小鼠肺癌模型。这种新的动物模型将用于新型化疗药物的研究。科学家们通常利用模拟人类疾病的动物模型来研究癌症等疾病，并在这些模型中进行药物实验，以确定某种药物对人类是否安全可靠。但动物和人毕竟有区别，因此限制了动物模型的应用。一些对动物有效的药物，可能对人无效甚至有害。目前在肺癌研究中使用的小鼠模型和人类肺癌尚有差距。在小鼠模型中单一的基因突变可以导致肺癌的发生，这类似于人类由遗传基因突变造成的遗传性癌症。但大多数人类癌症并不是遗传性的，而是随机发生的。与遗传性癌症不同，这些散发性肿瘤仅在发生一系列基因突变后才会出现。 麻省理工学院的Tyler Jacks博士及其同事新近建立了一种新型的小鼠肺癌模型，其肺癌的发生机制更接近于散发性肺癌。该品系小鼠体内有一种被称为K-ras的致癌基因。研究者在4月26日出版的《自然》上撰文称，这一品系的小鼠可以通过自然重组过程随机产生活化的K-ras突变基因，更能代表人类的散发性癌症。 这种模型可以通过K-ras基因的活化而导致癌症的发生。小鼠体内个别细胞发生K-ras活化的过程与人类癌症的发生机制类似。相反，在以前的小鼠癌症模型中，所有受累组织的细胞都表达K-ras及其他癌相关基因。新模型的另一个优点是K-ras基因的活化程度与人类癌症相近。在以前的模型中，致癌基因总是过度表达。研究者注意到，许多制药公司和生物技术公司开发的抗肿瘤药物都作用于出现K-ras及其他类似基因突变的肿瘤细胞上。因此有必要建立一个有效准确的临床前期模型，为这些药物用于病人铺平道路。小鼠最常发生的癌症是肺癌，但也会有其他癌症，如淋巴瘤和称为乳头状瘤的皮肤癌。在人类的许多肿瘤中，K-ras基因的突变常和p53基因的突变相伴出现，因此研究者还研究了一种包含这两种突变的小鼠。这种小鼠肿瘤的恶性程度比仅有K-ras突变的小鼠更高。荷兰癌症研究所的Anton Berns博士在相关评论中指出，这种新的小鼠模型将有助于对肿瘤的发生过程进行研究，同时也适用于肿瘤防治方案的研究。

jzwping想请教一个问题－临床的肿瘤细胞表面抗原是人的肿瘤细胞，而试验研究中用的是动物，两者间的抗原是否存在差异？比如，人的肺癌与小鼠肺癌模型的抗原区别在哪？谢谢！两者之间会有很多的不同。不但肿瘤细胞之间存在差异，即使正常的组织细胞之间也存在很大的差异。举几个例子说明：1、肿瘤细胞具有一定的不均一性，也就是说在组成同一肿瘤的这些肿瘤细胞里，他们的表型等特征会有区别，当然人鼠之间的更大。2、人鼠之间的MHC分子的差异是大家都知道的。3、即使局限到某一肿瘤相关抗原，也是有区别的，如果您blast的话，会发现他们在基因及蛋白水平都有显著的差异。4、不过，在研究人或小鼠肿瘤的时候，根据试验目的的不同，很多的差异因素是不可虑的。而只考虑您关心的目的基因的差异，当然涉及到体内模型，MHC是必须考虑的因素。不知您的问题是针对什么提的。