基本内容

20世纪80年代后期,以Dardick为首的一些学者对半多能双储备细胞理论提出了挑战,他们以实验为依据并撰写了大量文章对半多能双储备细胞理论予以反驳。他们反对半多能双储备细胞理论的立足点在于认为此理论是建立在主观推测的基础上,缺乏实验依据。Dardick指出,早在三十多年前(1962年),也即半多能双储备细胞理论提出之前,就已存在与半多能双储备细胞理论相悖的实验证据。

Dardick等对半多能双储备细胞理论中的两点提出质疑,其一,半多能双储备细胞理论认为肿瘤诱导不会发生于腺泡细胞,腺泡细胞被认为是终末分化的细胞,不会再行细胞分裂;其二,半多能双储备细胞理论认为去分化,无论是完全分化的细胞失去其功能特征而行反向分化,或是完全分化的细胞改变其功能特征而转变为另一种表型的分化细胞都是不可能的。Dardick等认为上述论点是不正确的,他举例说,在生理、修复和肿瘤前(pre-neoplastic)状态下的唾液腺组织中,并没有证据表明复制细胞仅限于闰管细胞和排泄管基底细胞,而且唾液腺细胞确实存在着鳞状细胞和纤毛细胞的化生现象。

Dardick等利用免疫组化、超微结构观察、放射自显影等方法对唾液腺各型细胞的增殖情况进行了研究,并对其他学者的大量相关实验进行了分析,结果发现了几个反对半多能双储备细胞理论的现象:

第一,腺泡细胞是可以进入细胞周期进行增殖的。无论是新生儿、成人的唾液腺还是代偿性增生、药物诱导的肥大唾液腺、激光照射后的唾液腺以及萎缩再生后的唾液腺中,均可见到腺泡细胞的增殖现象。在某些实验中,虽然可见程度不等的闰管、纹管的增殖,但同时甚至还可见腺泡细胞的增殖数高于闰管,成为主要的增生细胞。

第二,排泄管中的细胞复制并不局限于基底细胞,也可见于腔面细胞。

第三,除了闰管和排泄管之外,纹管细胞也具备复制能力,且其基底细胞以至腔面细胞均具备增殖能力。实验证明,在萎缩腺体中,纹管细胞的增殖率甚至大大高于闰管细胞。

Dardick认为这些都是反驳半多能双储备细胞理论的有力证据。

在上述实验分析的基础上,Dardick指出唾液腺内的细胞增生并不局限于某个特定的群体,包括腺泡细胞在内的所有细胞均可进入细胞周期进行增殖,且细胞增殖不止存在于基底细胞,也可见于腔面细胞。因而唾液腺肿瘤的组织发生并不限于储备细胞或干细胞,而是可来源于包括腺泡细胞在内的所有类型细胞,此即唾液腺肿瘤发生的多细胞理论的核心思想。

腺泡细胞与唾液腺肿瘤的组织发生

半多能双储备细胞理论在探讨与唾液腺修复和肿瘤形成有关的细胞时,将腺泡细胞排除在外。而多细胞理论非常重视腺泡细胞在肿瘤发生中的作用。有实验表明,在药物诱导的肥大腺体、新生儿的发育腺体、成人腺体和再生腺体中均可见到腺泡细胞的复制现象。

Dardick还举肝和胰为例,这些腺体的结构维持和再生都是不依赖于干细胞的,并认为唾液腺的情形和它们相似。例如,在95%的腺泡细胞都丧失的萎缩腺体中,最终约有2/3的腺泡细胞进入细胞周期,而增殖腺体主质的完全修复在3~5天即可完成,基底细胞并未参与腺体的修复。

正常唾液腺中,腺泡细胞的复制率与闰管和纹管相似,约为1%~2%。Dardick认为,由于在唾液腺组织中腺泡细胞约占94%,这意味着即使是在维持正常唾液腺的结构、功能时,腺泡细胞进入细胞周期的数量也比所有导管细胞之和还要多。

Dardick也注意到有些实验结果支持半多能双储备细胞理论。这些实验表明,尽管唾液腺中所有细胞可进入细胞周期,但增殖潜力最高的为闰管细胞,它和增殖的腺泡细胞数之比可达7∶1,但Dardick认为,如前所述,腺泡细胞在成熟唾液腺中的数量比所有导管细胞的总和还多得多,提示以数量为基础,进入细胞周期细胞的大部分为腺泡细胞。这一点就足以使腺泡细胞易受遗传和非遗传因素的影响而导致肿瘤的发生。此外,他还认为上述的某些报道因未提供充足的实验数据而使结果值得怀疑。但为Dardick所忽视的是,检验某种细胞的增殖能力,不仅要看该细胞能否进入细胞周期,还主要要看该细胞能否快速完成细胞周期,在短时间内倍增。关于此点,我们将在第三节详述。

储备细胞(干细胞)与肿瘤发生

关于唾液腺中是否存在储备细胞或干细胞,Dardick表示怀疑。他指出,尽管在过去的三十余年间,有大量的关于唾液腺结构维持和再生的文献报道,但储备细胞或干细胞的存在从未被真正证实过。由于唾液腺中各种类型的细胞都可进入细胞周期而增殖,就没理由认为唾液腺中存在某种类型的储备细胞作为肿瘤发生的主要或唯一来源。

Dardick提出,排泄管基底部细胞电镜下见呈未分化的外观,提示其似乎为干细胞,然而细胞功能并非能由静态的超微结构所决定。导管系统的基底细胞有进入细胞周期进行有丝分裂的能力,但这并不说明它是发挥干细胞功能的细胞。

在动态地观察了新生鼠唾液腺中的细胞增殖情况后,Dardick指出唾液腺中存在着某些细胞成分,如导管细胞集合的部位,这些细胞成分与原本在小鼠表皮基底部检测到的、现在认为是干细胞的细胞相当。但它们在唾液腺中并不应命名为干细胞,且当这些导管细胞停止增殖或当其复制能力颇为有限时,就不应该认为这些导管细胞还具备什么特别的特征。

虽然Dardick对唾液腺中存在储备细胞或干细胞持否定态度,但已有实验清楚地表明,从闰管细胞中可分化出肌上皮细胞,以及闰管细胞可作为输出细胞输送给腺泡和纹管细胞,这些都提示闰管细胞是具备储备细胞或干细胞特性的。

近年来,肿瘤干细胞在肿瘤发生中的作用得到了广泛研究。利用干细胞标记CD133、CD44对唾液腺腺样囊性癌的研究表明,CD133或CD44阳性的肿瘤干细胞样细胞(cancer stem-like cells)表达于假腺腔周围的细胞、肿瘤性细胞外基质中的小条索细胞以及细胞外基质旁的细胞,研究提示CD133、CD44的细胞与腺样囊性癌的肿瘤形态形成密切相关。P63阳性的细胞在一定程度上也具有干细胞特性,由于肌上皮细胞表达P63,提示肌上皮细胞与干细胞或前体细胞有着密切关系。

免疫组织化学技术在研究唾液腺肿瘤组织发生中的作用

一般认为,肿瘤细胞和其来源细胞虽然分化程度不同,但二者的细胞表型有一定的相似性,因而可以应用免疫组织化学方法,通过检测肿瘤细胞中特异性蛋白的表达来推测其组织学来源。在研究唾液腺肿瘤的组织发生时,免疫组化方法也确实得到了广泛运用。例如,一个典型的例子就是通过检测S-100蛋白来研究肌上皮细胞在肿瘤发生中的作用。人们普遍认为,在正常唾液腺中,肌上皮细胞S-100阳性,并且由于在包括多形性腺瘤的一些唾液腺肿瘤中,肿瘤性肌上皮细胞即非腔面细胞S-100抗体阳性,因而肌上皮细胞被认为是部分唾液腺肿瘤的主要来源细胞。

然而,Dardick认为不能过分强调以组织发生概念解释唾液腺肿瘤的免疫组化标记结果,这样会导致错误的结论。他曾利用S-100或NSE结合muscle-specific actin免疫双标记对正常唾液腺组织中的蛋白表达进行了对比研究,其中,muscle-specific actin是公认的肌上皮细胞较为明确的标记物。结果发现,S-100 和NSE在腺泡周围的神经纤维阳性,在肌上皮细胞中阴性,而muscle-specific actin在肌上皮中阳性。故Dardick认为在正常唾液腺中S-100所标记的是在间质中丰富的无髓神经,在正常腺泡周围的所见到的S-100阳性的新月形结构是无髓鞘神经的纤细分支而非肌上皮细胞。结合其他标记结果,Dardick认为,正常唾液腺中腺体内所有分泌细胞和导管细胞、肌上皮细胞均不存在S-100。这样,既然在正常唾液腺中,只有神经细胞表达S-100,就不能用唾液腺肿瘤中的S-100的表达来推测肿瘤的组织学来源。但同时也有大量实验证明,在多形性腺瘤、肌上皮瘤中等肿瘤中,肿瘤性肌上皮细胞确实有S-100蛋白的明确表达,提示肿瘤性肌上皮与正常肌上皮相比较,在结构和功能上均发生了很大变化。实验证明,不单是肿瘤性肌上皮与正常肌上皮之间,即使是不同肿瘤甚至同一肿瘤的肌上皮之间,表型的差异也可以是很大的。

除了S-100蛋白外,正常肌上皮和肿瘤性肌上皮微丝、中间丝表达的差异从另一个方面说明了二者表型的不同。正常肌上皮表达中间丝CK14和肌微丝muscle-specific actin,不表达desmin和vimentin,在某些靠近多形性腺瘤的萎缩腺小叶中的肌上皮有时表达GFAP(glial acidic fibrillary protein)。而在多形性腺瘤中仅少量非腔面细胞以及60%肌上皮瘤表达CK14和muscle-specific actin,而无论非腔面细胞是梭形、多角形、浆细胞样,几乎上述所有细胞均表达vimentin和GFAP。

因此Dardick认为,大量的关于唾液腺肿瘤的免疫组化报道只是反映了肿瘤细胞分化的差异性,而并不表明正常腺体中某种类型的细胞与某一特定的唾液腺肿瘤的发生有关。

值得注意的是,虽然有包括Dardick在内的部分学者的研究表明,正常肌上皮中无S-100蛋白的表达,但另有大量学者的实验证实,正常肌上皮是有S-100表达的。由于S-100蛋白由α和β两条多肽链构成,进一步的研究表明,正常唾液腺中S-100β常定位于肌上皮细胞,而S-100α常标记于腺泡和导管细胞。虽然正常唾液腺肌上皮中是否有S-100蛋白的表达尚无定论,但由于肿瘤细胞结构和功能的多变性,即使肿瘤细胞有S-100的表达,也并不说明肿瘤细胞与肌上皮细胞有着绝对的联系。

以Dardick为首的一些学者认为并不能以免疫组化研究结果推断肿瘤的组织来源,但由于肿瘤细胞是由其起源细胞分化而来的,它们在遗传表型上多少有一定的相似性,因而事实上,利用检测肿瘤细胞蛋白表达的免疫组化方法推测肿瘤的组织来源是有一定参考价值的,其意义不能完全否定。当然,由于肿瘤细胞表型的多变性,免疫组化的研究结果并不是绝对的。

近年来的许多研究表明,钙调节蛋白(Calponin)、p63、Maspin是肌上皮细胞较特异的标记物。也有学者发现,由于Wilms瘤1(WT1)蛋白在正常唾液腺肌上皮中不表达,而在肿瘤性肌上皮中表达,故它是较Calponin、p63、Maspin等更为特异和敏感的肿瘤性肌上皮细胞标记物。

导管-腺泡单位的概念

关于此概念的内容详见第一节。

Dardick提出的导管-腺泡单位和先前一些学者提出的小管-腺泡复合体虽然都是唾液腺组织的组成单位,但两个概念有着不同的含义。

小管-腺泡复合体的概念是在半多能双储备细胞理论的基础上提出的。小管-腺泡复合体中包含着腺泡、闰管、纹管结构,由于半多能双储备细胞理论认为腺泡和纹管都是由闰管储备细胞发生的,故小管-腺泡复合体有着三者为同一来源的意义。由于半多能双储备细胞理论还认为闰管储备细胞和唾液腺组织以及许多唾液腺肿瘤的发生有着密切的关系,因而小管-腺泡复合体的另一层含义为它是许多唾液腺肿瘤的基本发生单位。

而导管-腺泡单位概念是建立在多细胞理论基础上的。导管-腺泡单位所要强调的是,唾液腺组织的所有上皮部分无论是分泌部还是导管部,都是由双层的腔面细胞和基底细胞所构成。由于多细胞理论认为唾液腺的所有细胞都可导致肿瘤的发生,因而导管-腺泡单位被认为是唾液腺肿瘤发生的结构基础。

Dardick对半多能双储备细胞理论进行了分析、总结后提出,半多能双储备细胞理论的首先提出是基于观察唾液腺胚胎发育的基础上,此理论虽然使唾液腺肿瘤组织形态学的多形性得以解释,且唾液腺的组织学分类也以此为基础,但此理论缺乏令人信服的科学依据。而Dardick认为他所提出的多细胞理论是建立在实验的基础上,有着大量的实验依据。在Dardick看来,曾在人们脑中根深蒂固的半多能双储备细胞理论早该让位了。

由此看来,半多能双储备细胞理论和多细胞理论的分歧是相当大的。客观地说,半多能双储备细胞理论并不是完全没有实验依据。虽然早期半多能双储备细胞理论的提出带有很多推测的成分,但以后不断有实验证实此学说的基本宗旨是正确的,其缺陷在于只强调了储备细胞的增殖特性,而忽略了其他细胞也有一定的增殖能力。而多细胞理论虽然明确地提出唾液腺中所有细胞都存在着增殖能力,但并未对这些细胞间增殖能力的差异给予足够的重视。迄今为止,虽然持不同学说的两派学者对唾液腺肿瘤发生机制的研究是大量的,但由于实验方法和结果的差异,以及对即使是同样结果的不同解释,使双方对唾液腺肿瘤的发生机制仍持不同观点。事实上,唾液腺肿瘤的发生机制也确实还远未明了。但无论如何,这两种学说都极大地推动了唾液腺肿瘤组织发生的研究,使我们对唾液腺肿瘤发生机制的认识得以不断提高和完善。

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