肿瘤分离进展_肿瘤分裂方式

肿瘤的分裂方式和分离技术是癌症研究中的两个关键领域，对理解肿瘤生物学特性、开发新型治疗策略具有重要意义。将系统介绍肿瘤细胞的分裂机制、分离技术的进展以及相关临床应用。

肿瘤细胞的分裂方式

肿瘤细胞的分裂机制与正常细胞存在显著差异，这些异常的分裂方式是肿瘤恶性增殖的基础。

有丝分裂异常

癌细胞主要采用无限增殖的有丝分裂方式，但这一过程失去了正常调控机制。与正常细胞不同，癌细胞可以绕过细胞周期检查点和抑制机制，导致分裂过程异常无序。这种失控的分裂使癌细胞能够无限增殖，最终形成肿瘤。在有丝分裂过程中，癌细胞会产生过多的生长因子，使得它们即使在没有外部信号的情况下也能不断分裂。

值得注意的是，癌细胞还会激活端粒酶，这种酶可以延长染色体末端的端粒，从而使癌细胞能够无限次地分裂，而不会像正常细胞那样在端粒缩短到一定程度后停止分裂并进入衰老或凋亡状态。这种特性是癌细胞持续分裂的关键因素之一。

肿瘤干细胞的分裂模式

肿瘤干细胞(CSCs)是肿瘤中具有自我更新能力的一小群细胞，其分裂方式对肿瘤的发生、进展和复发具有重要影响。肿瘤干细胞主要通过两种特殊方式分裂：对称分裂和非对称分裂。

在对称分裂中，肿瘤干细胞形成两个相同的肿瘤干细胞或两个相同的分化肿瘤细胞；而非对称分裂则产生一个保持干细胞特性的细胞和一个走向分化的肿瘤细胞。这种分裂方式使肿瘤干细胞能在维持自身数量的同时产生大量分化的肿瘤细胞。重庆大学吴寿荣、江启慧团队研究发现，YY2/DRP1信号通路可以通过抑制线粒体的分裂，破坏肿瘤干细胞的不对称分裂，从而诱发肿瘤干细胞池的枯竭，抑制肿瘤的发生发展。

非整倍体肿瘤细胞的分裂特征

中国科学技术大学杨振业课题组在《自然代谢》发表的研究揭示了非整倍体肿瘤细胞分裂期的特殊代谢调控机制。研究发现，非整倍体肿瘤细胞在有丝分裂时会经历明显的NADPH(还原型辅酶Ⅱ)水平上升，这一现象在近二倍体肿瘤细胞中不存在。这种NADPH的激增通过降低细胞内的活性氧水平，确保染色体准确分离和基因组完整性，从而促进肿瘤进展。

研究还发现，分裂期G6PD酶活性的增强是导致NADPH上升的关键因素，这一过程受到CDK1和AMPK对BAG3蛋白磷酸化的调控。临床样本分析显示，BAG3 T285磷酸化水平与微卫星稳定型(多数为非整倍体)结肠癌患者的预后密切相关。

肿瘤细胞分离技术进展

肿瘤细胞的分离技术是研究肿瘤生物学特性和开发精准诊疗方法的基础，近年来该领域取得了显著进展。

循环肿瘤细胞(CTC)分离技术

循环肿瘤细胞是从原发或转移灶脱落进入外周血的肿瘤细胞，其分离检测为肿瘤早期诊断和预后评估提供了新途径。CTC具有高度异质性，在形态学、基因表达和表面标志物等方面存在显著差异。部分CTC保留上皮标志物如EpCAM，而另一些则呈现间质细胞特征，表达波形蛋白等。

CTC簇(CTM)是由多个肿瘤细胞聚集形成的群体，相比单个CTC具有更强的转移潜能。研究表明，CTM在血液循环中更稳定，抵抗免疫清除的能力更强，更容易形成转移灶。在肺癌等多种肿瘤中，CTM与患者预后不良密切相关。

实体瘤细胞分离技术

实体瘤样本成分复杂，含有多种异质细胞群，包括正常组织、血液和癌细胞，这使得肿瘤细胞分离面临挑战。传统密度梯度离心法获得的肿瘤细胞纯度和状态往往不理想。新型分离技术通过优化酶解组合、机械分离方法和培养条件，显著提高了实体瘤细胞的分离效率和活力。

单细胞分离技术包括机械法、酶解法和愈伤组织分离法。机械法适用于叶肉等疏松组织；酶解法利用果胶酶、纤维素酶处理，可获得代谢活性细胞；而通过液体培养基振荡分散多次继代的愈伤组织，也可获得游离单细胞。

分子诊断与单细胞分析

分子诊断学的发展为肿瘤细胞分离和分析提供了新工具。通过检测癌症关键基因突变，如Rb基因、Bcr-Abl融合基因等，可以更精准地识别和分离特定类型的肿瘤细胞。单细胞测序技术的进步使得研究人员能够分析肿瘤内不同细胞亚群的分裂历史和进化关系。

研究开发了一种通过分析DNA复制相关突变来量化细胞分裂次数的框架。对结直肠癌的研究发现，原发肿瘤在创始细胞分裂约250次时出现多样化，而远处转移的分化发生在约500次分裂时。这表明亚克隆扩增与转移能力密切相关。

肿瘤分裂与分化的临床意义

肿瘤细胞的分裂方式和分化程度对临床诊疗具有重要指导价值，是评估肿瘤恶性程度和制定治疗方案的关键依据。

分化程度与恶性度评估

肿瘤的分化程度取决于肿瘤细胞与正常细胞的相似度和功能差异。高分化肿瘤细胞与正常细胞较为相似，恶性程度较低；低分化肿瘤细胞则与正常细胞差异大，恶性程度高。

分化程度评估指标包括：

分裂特征与治疗策略

了解肿瘤分裂机制为开发新型治疗策略提供了方向。针对有丝分裂的微管蛋白抑制剂、针对肿瘤干细胞不对称分裂的YY2/DRP1通路调节剂，以及针对非整倍体肿瘤细胞NADPH代谢的干预措施，都展现出治疗潜力。

相分离调控是新兴研究热点，如FSP1相分离促进铁死亡，以及破坏KAT8-IRF1相分离可降低PD-L1表达促进抗肿瘤免疫。这些发现为通过干预生物分子相分离过程治疗肿瘤提供了新思路。

未来研究方向

肿瘤分裂和分离研究领域仍有许多值得的方向：

1. 肿瘤分裂异质性：深入研究肿瘤内不同亚群细胞的分裂特性差异，及其对治疗反应的影响

2. 分裂与微环境：肿瘤分裂过程与微环境因素(如缺氧、炎症)的相互作用机制

3. 分离技术标准化：开发高效、标准化的肿瘤细胞分离方法，提高不同实验室间的结果可比性

4. 临床转化应用：将基础研究成果转化为临床应用，如基于分裂特征的预后模型和个体化治疗策略

5. 新技术整合：结合单细胞多组学、活细胞成像等新技术，更全面肿瘤分裂动态过程

随着这些研究的深入，我们对肿瘤生物学特性的认识将不断加深，为癌症诊疗提供更精准的工具和方法。