Glioma stem cells promote radioresistance by preferential activation of the DNA damage response

Shideng Bao, et al., Nature, 444:756 (2006)

Speaker : 張明俐                                               Time : 2007.03.28 13:10 ~ 14:00

Commentator : 黃溫雅老師                             Place : Room 601

Abstract:

Glioblastoma是一種5年存活率極低的腦神經細胞瘤。平均存活期為10至12個月。目前對於這種癌症的治療方式主要有手術切除，化學療法及放射線治療。其中又以放射線治療最有效。然而，glioblastoma另一個廣為人知的惡行就是在放射線治療後有著高復發率。所以，想要徹底治療這類癌症，對於這種高復發特性的了解是很重要的。過去在一些對於腦部癌症的研究發現，腦癌細胞中帶有一定比列的腦幹細胞標誌(CD133)細胞⁽¹⁾。幹細胞除了有長生不死的特性外，也有分裂分化的能力。這一點和癌細胞不謀而合，也因此產生了也許癌細胞就是從變異了的幹細胞而來的猜測。本篇文章的作者證實了表現CD133的glioblastoma cell對於放射線有一定的抵抗力。而這主要是因為這群幹細胞有著比癌細胞更好的基因修復能力(figure 1)。結果也顯示，放射線治療的失敗是因為沒有辦法徹底的殺死這群CD133⁺ tumor-initiating cells. 作者利用放射線處理過的glioblastoma cells進行細胞培養或動物實驗，在與沒有處理過的細胞比對後發現這種現象。這群沒有被放涉嫌殺死的細胞之後會捲土重來。同時，若將這群細胞取下移植到另一隻老鼠體內，也會造成移植鼠的腦癌。這更一再的說明了這群沒有成功的被放射線除去的CD133⁺ tumor-initiating cells也許就是腦癌復發的罪魁禍首。 作者另一方面也利用了CD133⁺及CD133^- 細胞進行等量的放射線處理，進而發現雖然兩者所受的傷害是一樣的，但是CD133⁺細胞有更好的修復能力。關於DNA damage repair，過去許多研究已經發現有著各種各樣的關卡和調節者通力合作才得以完成的。因此作者接著想要了解的是這樣子的修復能力是何什麼樣的機制有關。他們發現當停止細胞繼續進行cell cycle使得DNA修復得以進行的控制者，Chk1及Chk2被抑制時，對於放射線的抵抗力明顯的減弱了。從作者這一系列的發現當中衍生了許多很有趣的問題。例如niche for glioma stem-like cells位於那裡？niche是否也對癌細胞提供了更多與修復無關的保護等等的問題等待科學家更進一步的釐清。

References:

1. Singh, S.K. et al. Nature 432:396, (2004)

2. Dolores Hambardzumyan et al. Cancer cell. (2006)