Tỷ lệ tế bào CD133+ cao hơn liên quan đến tiên lượng xấu ở bệnh nhân ung thư đại tràng giai đoạn IIIB

Journal of Translational Medicine - Tập 7 - Trang 1-8 - 2009
Chun-Yan Li1,2,3, Bao-Xiu Li1,2,4, Yi Liang1,5, Rui-Qing Peng1,2, Ya Ding1,2, Da-Zhi Xu1,6, Xin Zhang1,2, Zhi-Zhong Pan1,6, De-Sen Wan1,6, Yi-Xin Zeng1,2,5, Xiao-Feng Zhu1,5, Xiao-Shi Zhang1,2
1State Key Laboratory of Oncology in South China, Cancer Center, Sun Yat-sen University, Guangzhou, PR China
2Biotherapy Center, Cancer Center, Sun Yat-sen University, Guangzhou, PR China
3Biotherapy Center, The First Affiliated Hospital, Chongqing Medical University, Chongqing, China
4GuangZhou First Municipal People's Hospital, Guangzhou, China
5Department of Experimental Research, Cancer Center, Sun Yat-sen University, Guangzhou, PR China
6Department of Abdominal Oncology, Cancer Center, Sun Yat-sen University, Guangzhou, PR China

Tóm tắt

Mô hình tế bào gốc ung thư cho thấy sự tiến triển của khối u được thúc đẩy bởi sự tăng sinh quá mức của tế bào gốc ung thư, và việc triệt tiêu hoặc ức chế sự phân chia đối xứng của tế bào gốc ung thư sẽ trở thành chiến lược điều trị quan trọng nhất. Tuy nhiên, bằng chứng lâm sàng cho giả thuyết này vẫn còn hạn chế. Để đánh giá giả thuyết về sự tăng sinh quá mức của tế bào gốc ung thư, mối liên hệ giữa tỷ lệ tế bào CD133+ và các tham số lâm sàng - bệnh lý trong ung thư đại tràng đã được khảo sát, bởi vì CD133 là một dấu ấn tế bào gốc ung thư có thể có ở nhiều khối u đặc. Các mô khối u được thu thập từ 104 bệnh nhân ung thư đại tràng giai đoạn IIIB đã trải qua phẫu thuật cắt bỏ triệt để từ tháng 1 năm 1999 đến tháng 7 năm 2003 tại trung tâm này. Sự biểu hiện CD133 được kiểm tra bằng phương pháp nhuộm miễn dịch hóa học. Mối tương quan giữa tỷ lệ tế bào CD133+ và các tham số lâm sàng - bệnh lý cùng với tỷ lệ sống sót 5 năm của bệnh nhân đã được phân tích. Các tế bào CD133+ có sự phân bố hiếm gặp và không đồng nhất trong mô ung thư. Việc nhuộm CD133 không chỉ được khu trú ở bề mặt tuyến - lòng của tế bào ung thư mà còn ở những vùng xâm lấn và những khối u phân bố kém với cấu trúc ống. Cả phân tích sống sót đơn biến và đa biến đều cho thấy rằng tỷ lệ tế bào ung thư CD133+ và độ sâu xâm lấn của khối u là các yếu tố tiên lượng độc lập. Những bệnh nhân có tỷ lệ tế bào ung thư CD133+ thấp (dưới 5%) có liên quan mạnh mẽ với mức sống sót 5 năm cao hơn so với những người có tỷ lệ tế bào ung thư CD133+ cao (từ 55% trở lên). Thêm vào đó, không có mối tương quan nào được tìm thấy giữa tỷ lệ tế bào ung thư CD133+ và các tham số lâm sàng - bệnh lý khác bao gồm giới tính, tuổi, vị trí khối u nguyên phát, loại bệnh lý, mức độ và độ sâu xâm lấn. Thực tế rằng tỷ lệ tế bào CD133+ cao hơn có liên quan mạnh mẽ đến tiên lượng xấu ở những bệnh nhân ung thư đại tràng tiến triển tại chỗ cho thấy rằng các tế bào ung thư CD133+ góp phần vào sự tiến triển của khối u, và giả thuyết về sự tăng sinh quá mức của tế bào gốc ung thư dường như hợp lý.

Từ khóa

#ung thư đại tràng #tế bào gốc ung thư #CD133 #tiên lượng #tỷ lệ sống sót 5 năm

Tài liệu tham khảo

Meyerhardt JA, Mayer RJ: Systemic therapy for colorectal cancer. N Engl J Med. 2005, 352 (5): 476-487. 10.1056/NEJMra040958. Jemal A, Siegel R, Ward E, Hao Y, Xu J, Murray T, Thun MJ: Cancer statistics, 2008. CA Cancer J Clin. 2008, 58 (2): 71-96. 10.3322/CA.2007.0010. Omura K: Advances in chemotherapy against advanced or metastatic colorectal cancer. Digestion. 2008, 77 (Suppl 1): 13-22. 10.1159/000111483. Hecht JR: Current and emerging therapies for metastatic colorectal cancer: applying research findings to clinical practice. Am J Health Syst Pharm. 2008, 65 (11 Suppl 4): S15-21. 10.2146/ajhp080102. Al-Hajj M, Wicha MS, Benito-Hernandez A, Morrison SJ, Clarke MF: Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2003, 100 (7): 3983-3988. 10.1073/pnas.0530291100. Singh SK, Hawkins C, Clarke ID, Squire JA, Bayani J, Hide T, Henkelman RM, Cusimano MD, Dirks PB: Identification of human brain tumour initiating cells. Nature. 2004, 432 (7015): 396-401. 10.1038/nature03128. Boman BM, Wicha MS: Cancer stem cells: a step toward the cure. J Clin Oncol. 2008, 26 (17): 2795-2799. 10.1200/JCO.2008.17.7436. Wang J, Guo LP, Chen LZ, Zeng YX, Lu SH: Identification of cancer stem cell-like side population cells in human nasopharyngeal carcinoma cell line. Cancer Res. 2007, 67 (8): 3716-3724. 10.1158/0008-5472.CAN-06-4343. Shmelkov SV, St Clair R, Lyden D, Rafii S: AC133/CD133/Prominin-1. Int J Biochem Cell Biol. 2005, 37 (4): 715-719. 10.1016/j.biocel.2004.08.010. Miraglia S, Godfrey W, Yin AH, Atkins K, Warnke R, Holden JT, Bray RA, Waller EK, Buck DW: A novel five-transmembrane hematopoietic stem cell antigen: isolation, characterization, and molecular cloning. Blood. 1997, 90 (12): 5013-5021. Yu Y, Flint A, Dvorin EL, Bischoff J: AC133-2, a novel isoform of human AC133 stem cell antigen. J Biol Chem. 2002, 277 (23): 20711-20716. 10.1074/jbc.M202349200. Bauer N, Fonseca AV, Florek M, Freund D, Jászai J, Bornhäuser M, Fargeas CA, Corbeil D: New insights into the cell biology of hematopoietic progenitors by studying prominin-1 (CD133). Cells Tissues Organs. 2008, 188 (1–2): 127-138. 10.1159/000112847. Jászai J, Fargeas CA, Florek M, Huttner WB, Corbeil D: Focus on molecules: prominin-1 (CD133). Exp Eye Res. 2007, 85 (5): 585-586. 10.1016/j.exer.2006.03.022. Baba T, Convery PA, Matsumura N, Whitaker RS, Kondoh E, Perry T, Huang Z, Bentley RC, Mori S, Fujii S, Marks JR, Berchuck A, Murphy SK: Epigenetic regulation of CD133 and tumorigenicity of CD133+ ovarian cancer cells. Oncogene. 2009, 28 (2): 209-218. 10.1038/onc.2008.374. Tabu K, Sasai K, Kimura T, Wang L, Aoyanagi E, Kohsaka S, Tanino M, Nishihara H, Tanaka S: Promoter hypomethylation regulates CD133 expression in human gliomas. Cell Res. 2008, 18 (10): 1037-1046. 10.1038/cr.2008.270. Ruau D, Ensenat-Waser R, Dinger TC, Vallabhapurapu DS, Rolletschek A, Hacker C, Hieronymus T, Wobus AM, Müller AM, Zenke M: Pluripotency associated genes are reactivated by chromatin-modifying agents in neurosphere cells. Stem Cells. 2008, 26 (4): 920-926. 10.1634/stemcells.2007-0649. Hamdbarzumyan D, Becher OJ, Holland EC: Cancer stem cells and survival pathways. Cell Cycle. 2008, 7 (10): 1371-1378. Murat A, Migliavacca E, Janzer RC, Hegi M: Stem Cell-Related "Self-Renewal" Signature and High Epidermal Growth Factor Receptor Expression Associated With Resistance to Concomitant Chemoradiotherapy in Glioblastoma. J Clin Oncol. 2008, 26 (18): 3015-3024. 10.1200/JCO.2007.15.7164. Hambardzumyan D, Squatrito M, Holland EC: Radiation resistance and stem-like cells in brain tumors. Cancer Cell. 2006, 10 (6): 454-456. 10.1016/j.ccr.2006.11.008. Clement V, Sanchez P, de Tribolet N, Radovanovic I, Ruiz i Altaba A: HEDGEHOG-GLI1 signaling regulates human glioma growth, cancer stem cell self-renewal, and tumorigenicity. Curr Biol. 2007, 17 (2): 165-172. 10.1016/j.cub.2006.11.033. Bao S, Wu Q, McLendon RE, Hao Y, Shi Q, Hjelmeland AB, Dewhirst MW, Bigner DD, Rich JN: Glioma stem cells promote radioresistance by preferential activation of the DNA damage response. Nature. 2006, 444 (7120): 756-760. 10.1038/nature05236. Griguer CE, Oliva CR, Gobin E, Marcorelles P, Benos DJ, Lancaster JR, Gillespie GY: CD133 is a marker of bioenergetic stress in human glioma. PLoS ONE. 2008, 3 (11): e3655-10.1371/journal.pone.0003655. Yin AH, Miraglia S, Zanjani ED, Almeida-Porada G, Ogawa M, Leary AG, Olweus J, Kearney J, Buck DW: AC133, a novel marker for human hematopoietic stem and progenitor cells. Blood. 1997, 90 (12): 5002-5012. Wright MH, Calcagno AM, Salcido CD, Carlson MD, Ambudkar SV, Varticovski L: Brca1 breast tumors contain distinct CD44+/CD24- and CD133+ cells with cancer stem cell characteristics. Breast Cancer Res. 2008, 10 (1): R10-10.1186/bcr1855. Fan X, Eberhart CG: Medulloblastoma stem cells. J Clin Onco. 2008, 26 (17): 2821-2827. 10.1200/JCO.2007.15.2264. Monzani E, Facchetti F, Galmozzi E, Corsini E, Benetti A, Cavazzin C, Gritti A, Piccinini A, Porro D, Santinami M, Invernici G, Parati E, Alessandri G, La Porta CA: Melanoma contains CD133 and ABCG2 positive cells with enhanced tumourigenic potential. Eur J Cancer. 2007, 43 (5): 935-946. 10.1016/j.ejca.2007.01.017. Eramo A, Lotti F, Sette G, Pilozzi E, Biffoni M, Di Virgilio A, Conticello C, Ruco L, Peschle C, De Maria R: Identification and expansion of the tumorigenic lung cancer stem cell population. Cell Death Differ. 2008, 15 (3): 504-514. 10.1038/sj.cdd.4402283. Ma S, Chan KW, Hu L, Lee TK, Wo JY, Ng IO, Zheng BJ, Guan XY: Identification and characterization of tumorigenic liver cancer stem/progenitor cells. Gastroenterology. 2007, 132 (7): 2542-2556. 10.1053/j.gastro.2007.04.025. Collins AT, Maitland NJ: Prostate cancer stem cells. Eur J Cancer. 2006, 42 (9): 1213-1218. 10.1016/j.ejca.2006.01.037. Ricci-Vitiani L, Lombardi DG, Pilozzi E, Biffoni M, Todaro M, Peschle C, De Maria R: Identification and expansion of human colon-cancer-initiating cells. Nature. 2007, 445 (7123): 111-115. 10.1038/nature05384. O'Brien CA, Pollett A, Gallinger S, Dick JE: A human colon cancer cell capable of initiating tumour growth in immunodeficient mice. Nature. 2007, 445 (7123): 106-110. 10.1038/nature05372. Dalerba P, Dylla SJ, Park IK, Liu R, Wang X, Cho RW, Hoey T, Gurney A, Huang EH, Simeone DM, Shelton AA, Parmiani G, Castelli C, Clarke MF: Phenotypic characterization of human colorectal cancer stem cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2007, 104 (24): 10158-10163. 10.1073/pnas.0703478104. Haraguchi N, Ohkuma M, Sakashita H, Matsuzaki S, Tanaka F, Mimori K, Kamohara Y, Inoue H, Mori M: CD133+CD44+ population efficiently enriches colon cancer initiating cells. Ann Surg Oncol. 2008, 15 (10): 2927-2933. 10.1245/s10434-008-0074-0. Barker N, van Es JH, Kuipers J, Kujala P, Born van den M, Cozijnsen M, Haegebarth A, Korving J, Begthel H, Peters PJ, Clevers H: Identification of stem cells in small intestine and colon by marker gene Lgr5. Nature. 2007, 449 (7165): 1003-1007. 10.1038/nature06196. Boman BM, Wicha MS, Fields JZ, Runquist OA: Symmetric division of cancer stem cells – a key mechanism in tumor growth that should be targeted in future therapeutic approaches. Clin Pharmacol Ther. 2007, 81 (6): 893-898. 10.1038/sj.clpt.6100202. Dingli D, Traulsen A, Michor F: (A)symmetric stem cell replication and cancer. PLoS Comput Biol. 2007, 3 (3): e53-10.1371/journal.pcbi.0030053. Boman BM, Fields JZ, Cavanaugh KL, Guetter A, Runquist OA: How dysregulated colonic crypt dynamics cause stem cell overpopulation and initiate colon cancer. Cancer Res. 2008, 68 (9): 3304-3313. 10.1158/0008-5472.CAN-07-2061. Morrison SJ, Kimble J: Asymmetric and symmetric stem-cell divisions in development and cancer. Nature. 2006, 441 (7097): 1068-1074. 10.1038/nature04956. Johnston MD, Edwards CM, Bodmer WF, Maini PK, Chapman SJ: Mathematical modeling of cell population dynamics in the colonic crypt and in colorectal cancer. Proc Natl Acad Sci USA. 2007, 104 (10): 4008-4013. 10.1073/pnas.0611179104. Horst D, Kriegl L, Engel J, Kirchner T, Jung A: CD133 expression is an independent prognostic marker for low survival in colorectal cancer. Br J Cancer. 2008, 99 (8): 1285-1289. 10.1038/sj.bjc.6604664. Kojima M, Ishii G, Atsumi N, Fujii S, Saito N, Ochiai A: Immunohistochemical detection of CD133 expression in colorectal cancer: a clinicopathological study. Cancer Sci. 2008, 99 (8): 1578-1583. 10.1111/j.1349-7006.2008.00849.x. Maeda S, Shinchi H, Kurahara H, Mataki Y, Maemura K, Sato M, Natsugoe S, Aikou T, Takao S: CD133 expression is correlated with lymph node metastasis and vascular endothelial growth factor-C expression in pancreatic cancer. Br J Cancer. 2008, 98 (8): 1389-1397. 10.1038/sj.bjc.6604307. Zeppernick F, Ahmadi R, Campos B, Dictus C, Helmke BM, Becker N, Lichter P, Unterberg A, Radlwimmer B, Herold-Mende CC: Stem cell marker CD133 affects clinical outcome in glioma patients. Clin Cancer Res. 2008, 14 (1): 123-129. 10.1158/1078-0432.CCR-07-0932. Beier D, Wischhusen J, Dietmaier W, Hau P, Proescholdt M, Brawanski A, Bogdahn U, Beier CP: CD133 expression and cancer stem cells predict prognosis in high-grade oligodendroglial tumors. Brain Pathol. 2008, 18 (3): 370-377. 10.1111/j.1750-3639.2008.00130.x. Song W, Li H, Tao K, Li R, Song Z, Zhao Q, Zhang F, Dou K: Expression and clinical significance of the stem cell marker CD133 in hepatocellular carcinoma. Int J Clin Pract. 2008, 62 (8): 1212-1218. 10.1111/j.1742-1241.2008.01777.x. Zhang HZ, Wei YP, Wang M, Wu C, Yang YQ, Chen J, Cao YK: Association of CD133 and endothelin-converting enzyme expressions with prognosis of non-small cell lung carcinoma. Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao. 2007, 27 (5): 696-9. [Article in Chinese] Jaksch M, Múnera J, Bajpai R, Terskikh A, Oshima RG: Cell cycle-dependent variation of a CD133 epitope in human embryonic stem cell, colon cancer, and melanoma cell lines. Cancer Res. 2008, 68 (19): 7882-7886. 10.1158/0008-5472.CAN-08-0723. Rubio CA: Arrest of cell proliferation in budding tumor cells ahead of the invading edge of colonic carcinomas. A preliminary report. Anticancer Res. 2008, 28 (4C): 2417-2420. Zhu L, Gibson P, Currle DS, Tong Y, Richardson RJ, Bayazitov IT, Poppleton H, Zakharenko S, Ellison DW, Gilbertson RJ: Prominin 1 marks intestinal stem cells that are susceptible to neoplastic transformation. Nature. 2009, 457 (7229): 603-607. 10.1038/nature07589. Shmelkov SV, Butler JM, Hooper AT, Hormigo A, Kushner J, Milde T, St Clair R, Baljevic M, White I, Jin DK, Chadburn A, Murphy AJ, Valenzuela DM, Gale NW, Thurston G, Yancopoulos GD, D'Angelica M, Kemeny N, Lyden D, Rafii S: CD133 expression is not restricted to stem cells, and both CD133+ and CD133- metastatic colon cancer cells initiate tumors. J Clin Invest. 2008, 118 (6): 2111-2120. Lardon J, Corbeil D, Huttner WB, Ling Z, Bouwens L: Stem cell marker prominin-1/AC133 is expressed in duct cells of the adult human pancreas. Pancreas. 2008, 36 (1): e1-6. 10.1097/mpa.0b013e318149f2dc. Florek M, Haase M, Marzesco AM, Freund D, Ehninger G, Huttner WB, Corbeil D: Prominin-1/CD133, a neural and hematopoietic stem cell marker, is expressed in adult human differentiated cells and certain types of kidney cancer. Cell Tissue Res. 2005, 319 (1): 15-26. 10.1007/s00441-004-1018-z. Chu P, Clanton DJ, Snipas TS, Lee J, Mitchell E, Nguyen ML, Hare E, Peach RJ: Characterization of a subpopulation of colon cancer cells with stem cell-like properties. Int J Cancer. 2009, 124 (6): 1312-1321. 10.1002/ijc.24061. Lobo NA, Shimono Y, Qian D, Clarke MF: The biology of cancer stem cells. Annu Rev Cell Dev Biol. 2007, 23: 675-699. 10.1146/annurev.cellbio.22.010305.104154. Merlo LM, Pepper JW, Reid BJ, Maley CC: Cancer as an evolutionary and ecological process. Nat Rev Cancer. 2006, 6 (12): 924-935. 10.1038/nrc2013. Yilmaz OH, Valdez R, Theisen BK, Guo W, Ferguson DO, Wu H, Morrison SJ: Pten dependence distinguishes haematopoietic stem cells from leukaemia-initiating cells. Nature. 2006, 441 (7092): 475-482. 10.1038/nature04703. Yilmaz OH, Morrison SJ: The PI-3kinase pathway in hematopoietic stem cells and leukemia-initiating cells: a mechanistic difference between normal and cancer stem cells. Blood Cells Mol Dis. 2008, 41 (1): 73-76. 10.1016/j.bcmd.2008.02.004. Willis ND, Przyborski SA, Hutchison CJ, Wilson RG: Colonic and colorectal cancer stem cells: progress in the search for putative biomarkers. J Anat. 2008, 213 (1): 59-65. 10.1111/j.1469-7580.2008.00917.x. Shibata D: Stem cells as common ancestors in a colorectal cancer ancestral tree. Curr Opin Gastroenterol. 2008, 24 (1): 59-63. 10.1097/MOG.0b013e3282f2a2e9. Zou GM: Cancer initiating cells or cancer stem cells in the gastrointestinal tract and liver. J Cell Physiol. 2008, 217 (3): 5q98-604. 10.1002/jcp.21541.