巧用荧光成像，实现肿瘤干细胞的可视化治疗

保证癌细胞的彻底清除对防止肿瘤复发至关重要。由此产生了一种很有前途的肿瘤诊断和治疗方法“光动力疗法和治疗”。通过将光敏剂输入病人体内，使其特异性地在肿瘤细胞中代谢产生荧光，不仅利于肿瘤的可视化识别，也利于肿瘤的手术清除。

生物通报道：众所周知，肿瘤由各种不同类型的细胞构成，目前我们还不清楚光动力检测是否能够识别肿瘤内部的所有细胞。

肿瘤干细胞（Cancer stem cells ，CSCs）是一种极其重要的、具有自我更新能力的肿瘤细胞。它们是影响肿瘤进程和放/化疗抗性的主要细胞类型，也是导致治疗后肿瘤复发的主要原因。评估以及优化肿瘤干细胞的光动力疗法对实现肿瘤的有效清除非常重要。

东京医学和口腔医学大学（Tokyo Medical and Dental University，TMDU）的研究人员最近在Nature旗下的Scientific Reports杂志上发表了一篇文章，对神经胶质细胞的光动力检测进行了测评和优化。

在肿瘤细胞中， 5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid，5-ALA）被特异性地代谢为荧光原卟啉IX（fluorescent protoporphyrin IX ，PpIX），因此临床上使用5-ALA作为光动力诊断试剂（hotodynamic diagnosis ，PDD）和某些癌症（如胶质瘤）的治疗试剂（PDT）。目前没有研究证明5-ALA是否能用于CSCs检测。

他们首先确定了神经胶质瘤干细胞的一个亚群，利用流式细胞术（立即 索取Apogee超灵敏纳米流式细胞仪的更多资料）分析发现，测群（side population，SP）C6胶质瘤CSCs（GSCs）细胞内的PpIX报告荧光严重低于其他非GSCs细胞。与大多数神经胶质瘤细胞相比，在PDT/PDD处理后C6 CSCs并没有大量积累荧光产物，当它们被移植到免疫缺陷小鼠体内后，这些干细胞迅速生成肿瘤组织，表现出极高的致癌性。而其他对PDT/PDD表现出高荧光强度的干细胞并不会迅速形成实体肿瘤。

这些逃避了荧光检测的肿瘤细胞如果不能被有效移除的话，将直接导致治疗失败或肿瘤复发。如果能提高这些细胞的荧光发光水平，就能大大提高其荧光检出率以及手术切除的几率。

研究人员继续研究了这些细胞低荧光水平的可能机制和解决办法。研究发现，去铁铵（deferoxamine ，DFO)介导的铁离子螯合作用能够增细胞PpIX含量，而利血平介导的PpIX-流出 ABC多药转运蛋白G抑制作用不能改善细胞荧光水平。因此，我们可以通过联合使用临床已经批准的铁离子螯合剂，增强PDT/PDD效果，这一想法具有极高的临床转化能力。

最后，研究人员还发现C6 GSCs细胞内血红素氧合酶-1（heme oxygenase-1 ，HO-1）基因表达偏高，在使用5-ALA后HO-1基因表达进一步上调。这表示HO-1能够打破荧光材料的代谢途径，HO-1可能是另一种潜在的改善光动力学检测的关键因素。

本研究的关键在于，如何将对药物处理“不应答”的细胞与其他细胞区分开来。
流式细胞仪是目前使用最广的活细胞筛选装置，主要用于报告蛋白本身是荧光蛋白或经荧光抗体标记的活细胞，具有速度快、精度高、准确性好等优点。能够从功能水平上进行单细胞定量分析和筛选。

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原文标题：Enhancement of 5-aminolevulinic acid-based fluorescence detection of side population-defined glioma stem cells by iron chelation

生物通：欧阳沐