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4 · 第2學期幹細胞/再生醫學幹細胞類型

癌症幹細胞

Cancer Stem Cells

難度 4 · 專業stem-cellcancer想做成互動版

CSC 概念已從「少數細胞驅動腫瘤」的簡單模型,演進為涵蓋腫瘤異質性、可塑性和微環境交互作用的整合框架。

CSC 頻率的爭議
Quintana et al.(2008, Nature)以改良的異種移植條件(NOD/SCID/IL2Rγnull + Matrigel)發現黑色素瘤的 tumor-initiating cell 頻率高達 25%,遠超其他腫瘤報告的 <1%。這引發辯論:CSC 頻率反映的是腫瘤的固有生物學,還是人工移植系統的偵測敏感度?

CSC 的可塑性
腫瘤細胞的「幹性」可能不是固定的:

  • Chaffer et al.(2013, Cell):乳癌中 non-CSC 可自發轉換為 CSC 狀態(stochastic state transitions)。
  • EMT(epithelial-mesenchymal transition):Mani et al.(2008, Cell)證明 EMT 誘導賦予乳癌細胞 CSC 特性(CD44⁺CD24⁻ + mammosphere 能力)。但後續研究表明 hybrid E/M 狀態的可塑性最高(Pastushenko et al., 2018, Nature)。
  • Therapy-induced plasticity:化療或靶向治療可將 non-CSC「逼」成 CSC 狀態——如 glioblastoma 中 temozolomide 誘導的 CSC enrichment(Bao et al., 2006, Nature)。

CSC 壁龕
腫瘤微環境(TME)構成 CSC 的壁龕:

  • Perivascular niche:GBM CSC 常位於血管周圍;VEGF 和 Notch 訊號雙向交流。
  • Hypoxic niche:HIF-1α/HIF-2α 上調 stemness 基因(OCT4, SOX2, NANOG);HIF-2α 在 GBM CSC 中特別重要(Li et al., 2009, Cancer Cell)。
  • Immune evasion:CSC 上調 PD-L1、CD47(「don't eat me」signal),並分泌 immunosuppressive cytokines 重塑免疫微環境。

靶向策略

  • Anti-CD47:Magrolimab + azacitidine 在 AML/MDS 臨床試驗中靶向 leukemic stem cell 的 phagocytosis checkpoint。
  • Notch inhibitor:γ-secretase inhibitors(如 nirogacestat)用於 desmoid tumor(FDA 2023 approved)。
  • Wnt inhibitor:Porcupine inhibitors(如 WNT974)在 RNF43-mutant 腫瘤中進入 Phase I/II。
  • Differentiation therapy:all-trans retinoic acid(ATRA)+ ATO 治療 APL 的成功是「迫使 CSC 分化」策略的典範。

文獻:Bonnet D & Dick JE (1997) Nat Med 3:730-7 / Quintana E et al. (2008) Nature 456:593-8 / Mani SA et al. (2008) Cell 133:704-15 / Chaffer CL et al. (2013) Cell 154:61-74

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