RSS

เซลล์ต้นกำเนิดมะเร็ง (Cancer Stem Cells)

11 ก.ย.

ทฤษฎีเกี่ยวกับเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งที่ยอมรับกันทั่วไปคือสมมุติฐานของเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็ง (cancer stem cells hypothesis) ซึ่งมีมาเกือบ 50 ปีแล้วโดยกล่าวไว้ว่า เซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งเป็นเมล็ดพันธุ์ไม่ดี (bad seeds) ที่เพิ่มการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ ความรุนแรงและการดื้อต่อการรักษาในเซลล์มะเร็งส่วนใหญ่ จึงมีงานวิจัยจำนวนมากที่ศึกษาหากลวิธีการรักษาโรคมะเร็งโดยมุ่งไปที่การฆ่าเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งในผู้ป่วยที่มีความรุนแรงของโรค

ในช่วงระยะ 50 ปีที่ผ่านมามีการศึกษาจำนวนมากที่พยายามค้นหาเซลล์ต้นกำเนิดในมะเร็งชนิดต่างๆ ได้แก่ มะเร็งของสมอง เต้านม และลำไส้1 และเมื่อเร็วๆนี้มีนักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มพบว่า การเกิดความรุนแรงของมะเร็งนั้นไม่ได้เกิดจากเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งเพียงอย่างเดียว2,3

กลุ่มผู้บุกเบิกการศึกษาเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งได้กำหนด

ลักษณะเฉพาะของเซลล์เหล่านี้ว่าเป็นกลุ่มเซลล์ขนาดเล็กที่มี CD133 (CD133 expressing cells) ซึ่งจะแสดงลักษณะของเซลล์ต้นกำเนิดเช่น ความสามารถในการเจริญเป็นเซลล์ที่มีรูปร่างกลม (spheres) ในอาหารเพาะเลี้ยง (suspension culture) สิ่งสำคัญก็คือ เซลล์ที่มี CD133 positive เหล่านี้สามารถก่อให้เกิด (initiate) ก้อนเนื้องอกได้4 จึงให้ชื่อว่าเซลล์เริ่มต้นของเนื้องอก (tumor-initiating cells) อย่างไรก็ตามการศึกษาในระยะต่อมาพบว่ามีกลุ่มเซลล์ที่ไม่มี CD133 (CD133 negative cells) ก็สามารถก่อให้เกิดเนื้องอกได้ด้วย

ความคิดเห็นของนักวิทยาศาสตร์แบ่งออกเป็นสองกลุ่มคือ กลุ่มที่เห็นด้วยกับสมมุติฐานของเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็ง และกลุ่มที่ไม่เชื่อสมมุติฐานนี้ กลุ่มที่สนับสนุนก็ยังคงเชื่อว่าเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งเป็นสาเหตุของการเริ่มต้นการเกิดมะเร็ง ความรุนแรงและการกลับคืนของโรค ตลอดจนการดื้อต่อยาที่ใช้รักษา นักวิจัยบางกลุ่มเชื่อว่าเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งไม่ได้ประกอบด้วยเฉพาะกลุ่มเซลล์ที่เป็น CD133+ แต่ยังมีเซลล์บางกลุ่มที่เป็น CD133- ซึ่งแสดงตัวบ่งชี้ (markers) จำนวนมาก3 การศึกษาล่าสุดพบว่ามีการจัดเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งออกเป็นสามลำดับชั้น (3-tiered hierarchy) เซลล์ชั้นสูงสุดเป็นเซลล์ต้นกำเนิด (stem cell) สามารถเจริญเติบโตเป็นกลุ่มเซลล์ชั้นถัดลงมาจนเป็นเซลล์บรรพบุรุษ (progenitor cells) ในลำดับล่างสุด และยังพบว่าเซลล์ต้นกำเนิดชั้นสูงสุดเป็นเซลล์รูปร่างกลมที่มีการแบ่งตัวช้า แต่ให้ก้อนเนื้องอกที่โตเร็วในสัตว์ทดลอง ซึ่งสอดคล้องกับ high tumor grade ส่วนกลุ่มเซลล์ที่อยู่ลำดับชั้นล่างสุดจะแบ่งตัวเร็ว แต่ให้ก้อนเนื้องอกที่โตช้าในสัตว์ทดลอง ซึ่งสอดคล้องกับ low tumor grade5 จากการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งแบ่งเป็นเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็ง (Cancer Stem Cells) ที่อยู่ลำดับชั้นสูงสุดสามารถฟอร์มเซลล์รูปร่างกลม (spheres) ได้4 และเซลล์บรรพบุรุษมะเร็ง (cancer progenitor cells) ในลำดับชั้นล่างที่มีลักษณะคล้ายเซลล์ที่มี CD15+ ซึ่งไม่สามารถฟอร์มเซลล์รูปร่างกลมได้ แต่ยังคงสามารถ initiate ให้เกิดเนื้องอกได้2

กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่ไม่เชื่อสมมุติฐานของเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็ง ได้เสนอสมมุติฐานอีกข้อคือสมมุติฐานการวิวัฒนาการของกลุ่มเซลล์ที่พัฒนาไปจากเซลล์เพียงเซลล์เดียว (clonal evolution hypothesis) โดยเชื่อว่าเซลล์มะเร็งทุกเซลล์สามารถกระตุ้นการเกิดเนื้องอกได้ (initiate tumor formation) และเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งเป็นเพียงผลผลิตของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม (genomic instability) ของเซลล์มะเร็ง การกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเกิดจากความผิดปกติ (dysfunction) ของการซ่อมแซมดีเอ็นเอและจุดตรวจการแบ่งเซลล์ (mitotic checkpoints) ในเซลล์มะเร็ง ทำให้เกิดการผ่าเหล่าของสารพันธุกรรม Liang และคณะ6 ได้รายงานพบเป็นครั้งแรกว่าการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรมในเซลล์มะเร็งที่เกิดจากยาสามารถกระตุ้นการปรากฏตัว (emergence) ของเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งที่มี CD133+ ในทำนองเดียวกัน การศึกษาของ Sharma และคณะ7 พบว่ากลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งไม่ได้เป็นกลุ่มเซลล์ที่อยู่คงที่ แต่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการควบคุมแบบเหนือพันธุกรรม (epigenetic instability) ของเซลล์มะเร็ง เช่นการเกิด DNA methylation ซึ่งมีผลต่อการแสดงออกของยีนทำให้เซลล์มะเร็งดื้อต่อยาเคมี

จากการศึกษาที่ผ่านมาพบหลักฐานแน่ชัดที่สนับสนุนทั้งสมมุติฐานเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งและสมมุติฐานการวิวัฒนาการของกลุ่มเซลล์ที่พัฒนาไปจากเซลล์เพียงเซลล์เดียว จึงควรจะมีการศึกษาทฤษฎีทั้งสองดังกล่าวร่วมกันไป โดยค้นหาบทบาทของเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งในการเจริญเติบโตไปเป็นก้อนมะเร็ง รวมทั้งการพัฒนาของก้อนมะเร็งให้ดื้อต่อการรักษา การศึกษาเกี่ยวกับเรื่องนี้ต่อไปในอนาคตควรมุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรมและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการควบคุมแบบเหนือพันธุกรรมของเซลล์มะเร็งมากกว่าที่จะไปเจาะจงเฉพาะตัวเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็ง

เอกสารอ้างอิง

  1. Ailles LE, Weissman IL. Cancer stem cells in solid tumors. Curr Opin Biotechnol 2007;18:460-6.
  2. Read TA, Fogarty MP, Markant SL, McLendon RE, Wei Z, Ellison DW, et al. Identification of CD15 as a marker for tumor-propagating cells in a mouse model of medulloblastoma. Cancer Cell 2009;15:135-47.
  3. Soeda A, Park M, Lee D, Mintz A, Androutsellis-Theotokis A, McKay RD, et al. Hypoxia promotes expansion of the CD133-positive glioma stem cells through activation of HIF-1alpha. Oncogene 2009;28:3949-59.
  4. SinghSK, Hawkins C, Clarke ID, Squire JA, Bayani J, Hide T, et al. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature 2004;432:396-401.
  5. Chen R, Nishimura MC, Bumbaca SM, Kharbanda S, Forrest WF, Kasman IM, et al. A hierarchy of self-renewing tumor-initiating cell types in glioblastoma. Cancer Cell 2010;17:362-75.
  6. Liang Y, Zhong Z, Huang Y, Deng W, Cao J, Tsao G, et al. Stem-like cancer cells are inducible by increasing genomic instability in cancer cells. J Biol Chem 2010;285:4931-40.
  7. Sharma SV, Lee DY, Li B, Quinlan MP, Takahashi F, Maheswaran S, et al. A chromatin-mediated reversible drug-tolerant state in cancer cell subpopulations. Cell 2010;141:69-80.
บรรณาธิการ
 
ใส่ความเห็น

Posted by บน กันยายน 11, 2011 in บทบรรณาธิการ

 

ป้ายกำกับ: , , , ,

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: