CD133是近年在干細(xì)胞領(lǐng)域研究較為活躍的細(xì)胞膜糖蛋白之一,常表達(dá)于未成熟的造血干細(xì)胞或祖細(xì)胞,新近有報(bào)道認(rèn)為它在腦腫瘤、前列腺癌、小鼠的 Lewis肺癌、B16黑色素瘤的干細(xì)胞中均有表達(dá),已被認(rèn)為是這些腫瘤干細(xì)胞的標(biāo)志之一。miltenyi biotec公司（德國美天旎公司）擁有CD133全系列產(chǎn)品的。
 
美天旎公司部分CD133*：

 

一.　CD133的分子結(jié)構(gòu)
人CD133抗原為5次跨膜糖蛋白，目前發(fā)現(xiàn)的同源性抗原有CD133_1和CD133_2，其基因分別定位在人類的4號和2號染色體上，分析CD133 的基因結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，CD133_1基因至少含有27個(gè)外顯子，CD133_2基因比CD133_1基因少1個(gè)27bp的4號外顯子。CD133_1抗原 cDNA全長為3 794 bp，其中5′端有37 bp的非翻譯區(qū)，3′端有1 159 bp的UTR，中間為2598bp的開放閱讀框，編碼865個(gè)氨基酸的蛋白。轉(zhuǎn)錄起始密碼子ATG位于38bp處，ATG之后還有一編碼19個(gè)氨基酸的信 號肽序列,終止密碼子位于第2763位,第3 906核苷酸處有一長20 bp的polyA序列。CD133_1與CD133_2的相對分子質(zhì)量分別為120 KD和112 KD，CD133_2由含856個(gè)氨基酸的肽鏈組成，比CD133_1少9個(gè)位于E1區(qū)的氨基酸[2]。在發(fā)現(xiàn)人CD133的同年，在小鼠中也發(fā)現(xiàn)了 CD133_1的同源性抗原并命名為Prominin_1，二者具有60％的相似結(jié)構(gòu)，之后，成功克隆出Prominin_2，與Prominin_1和 人CD133分別有29％和26％的相似結(jié)構(gòu)，認(rèn)為是 Prominin_1的同源性抗原。CD133的功能目前尚不清楚，存在于C端的酪氨酸暗示它可能是通過酪氨酸殘基磷酸化作用而發(fā)揮級聯(lián)效應(yīng)的生長因子受 體。
 
二. CD133陽性的腫瘤干細(xì)胞
利用某些干細(xì)胞標(biāo)志物與腫瘤細(xì)胞標(biāo)志物相結(jié)合的方法確定腫瘤干細(xì)胞特異性的標(biāo)志物，是當(dāng)前腫瘤干細(xì)胞篩選的主要手段。已有報(bào)道發(fā)現(xiàn)，在多種腫瘤細(xì)胞系上發(fā) 現(xiàn)有CD133兩種抗原mRNA的表達(dá)。CD133_2抗原的mRNA在肺癌細(xì)胞系、胰腺癌細(xì)胞系以及乳腺癌細(xì)胞系等細(xì)胞表面高表達(dá)，而CD133_1抗 原的mRNA高表達(dá)于視網(wǎng)膜母細(xì)胞癌細(xì)胞系以及與其起源相同的癌細(xì)胞表面。作為干細(xì)胞特異性表面抗原，CD133的mRNA能在多種癌細(xì)胞系中檢測到，提 示CD133可能是一種腫瘤干細(xì)胞的廣譜標(biāo)記物，可用于篩選一些尚未分選出的腫瘤干細(xì)胞或者進(jìn)一步純化已分選出的腫瘤干細(xì)胞。

2.1　CD133陽性的白血病干細(xì)胞
CD133首先是作為造血干/祖細(xì)胞表面標(biāo)志物而被發(fā)現(xiàn)，并被認(rèn)為是比CD34更早期的表面抗原。近來研究表明，有些白血病干細(xì)胞的表面也攜帶有 CD133抗原，*報(bào)道12例白血病患者CD133的表達(dá)情況，11例CD34＋患者中CD133高表達(dá)的有3例，弱表達(dá)4例，陰性4例，CD34與 CD133兩種抗原雖會出現(xiàn)共表達(dá)，但是二者仍有顯著的不同。之后研究發(fā)現(xiàn)CD133在急性髓系白血病和急性淋巴細(xì)胞白血病中都有表達(dá)，利用CD133抗 體檢測了298份多型白血病細(xì)胞標(biāo)本，包括急性髓樣白血病142份，急性淋巴細(xì)胞白血病119份，CD34＋ve雙型急性白血病l3份，CD34＋ve慢 性髓樣白血病血危象24份(21份骨髓來源血細(xì)胞和3份淋巴細(xì)胞)，發(fā)現(xiàn)114份標(biāo)本中CD133為陽性表達(dá)，在AML樣本中CD133明顯在CD34＋ 細(xì)胞中高表達(dá)。通過分析來自臍帶血和外周血的CD133＋造血干細(xì)胞內(nèi)干細(xì)胞基因的表達(dá)情況，與對照組CD133－造血干細(xì)胞的比較發(fā)現(xiàn)，表達(dá)水平上調(diào)至 少2倍以上的基因總共有244個(gè)，其中包括在急性白血病細(xì)胞中異常表達(dá)的基因如MPL,FLT3, HOXA9,
MEIS1, MLLT3, KIT, TIE, GATA_2, HOXA5, HOXA10, HLF, MYCN, EVI1, MYB, FHL1和HMGA2等，暗示某些基因異常表達(dá)的CD133＋造血干細(xì)胞可能是白血病干細(xì)胞的重要來源之一。
 
2.2　CD133陽性的腦腫瘤干細(xì)胞
CD133在腦腫瘤干細(xì)胞中的研究zui為深入，zui早是從腦腫瘤組織內(nèi)分選出多種與干細(xì)胞相似的腫瘤源性細(xì)胞，包括星型細(xì)胞瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和惡性成神經(jīng)管細(xì) 胞瘤，并鑒定出這些腦腫瘤干細(xì)胞表面標(biāo)志為CD133。他們將100個(gè)CD133陽性的癌細(xì)胞注入NOD_SCID小鼠腦后，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞就足以使小鼠長 腦瘤。但是在對照試驗(yàn)中，將10萬個(gè)CD133陰性的癌細(xì)胞注射入小鼠腦中，也無腦瘤生長。利用CD133作為標(biāo)志物，通過流式細(xì)胞儀分別收集CD133 陽性和陰性細(xì)胞，然后接種至小鼠顱內(nèi)、腹腔和皮下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CD133陰性細(xì)胞無致瘤能力，而CD133陽性細(xì)胞的致瘤率為50％～100％。這些實(shí)驗(yàn)都 支持CD133是腦腫瘤干細(xì)胞的特異性標(biāo)志物之一。zui近有報(bào)道用電離輻射處理人的神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織，發(fā)現(xiàn)CD133＋膠質(zhì)瘤細(xì)胞出現(xiàn)富集，占腫瘤細(xì)胞總數(shù)的 比例是未經(jīng)輻射處理組的4倍，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)CD133＋膠質(zhì)瘤細(xì)胞能優(yōu)先激活DNA損傷修復(fù)機(jī)制來抵抗輻射，從而導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)，這一點(diǎn)較為符合腫瘤干 細(xì)胞的特征。此外還有實(shí)驗(yàn)表明，CD133＋膠質(zhì)瘤細(xì)胞能通過HEDGEHOG(HH)_GLI途徑調(diào)控CD133＋干細(xì)胞基因的表達(dá)和維持CD133＋ 腦膠質(zhì)腫瘤干細(xì)胞自我更新，也在一定程度上解釋了CD133表型細(xì)胞具有干細(xì)胞特性的內(nèi)在原因。

2.3　CD133陽性的大腸癌干細(xì)胞
早期對大腸癌干細(xì)胞的鑒定是根據(jù)Sca_1、keratin_6integrinβ1，Musashi_1與hesl等表面標(biāo)志，但近來研究發(fā) 現(xiàn)，CD133也可以作為大腸癌尤其是結(jié)直腸癌干細(xì)胞鑒定的特異性標(biāo)記物，將大腸癌CD133＋細(xì)胞經(jīng)皮注射到免疫缺陷的小鼠身上培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)可迅速復(fù)制出 原腫瘤細(xì)胞，并可在數(shù)代之間連續(xù)繁殖，且腫瘤細(xì)胞在快速生長過程中沒有顯著的表型改變；而CD133－細(xì)胞在同等條件下卻并不形成腫瘤。研究結(jié)腸癌干細(xì)胞 時(shí)鑒定了一類具有干細(xì)胞性質(zhì)的結(jié)腸癌細(xì)胞 ，CC_IC是結(jié)腸癌中啟動癌細(xì)胞生長并能自我更新的細(xì)胞，他們將人的結(jié)腸癌細(xì)胞注射到免疫缺陷小鼠的腎下被膜處移植培養(yǎng)，利用有限稀釋分析術(shù)發(fā)現(xiàn)平均在 5.7×104個(gè)未分選的結(jié)腸癌細(xì)胞中才能測到1個(gè)CC_IC，而在分選出的CD133＋癌細(xì)胞中平均每262個(gè)細(xì)胞中就有1個(gè)CC_IC，在 CD133＋癌細(xì)胞中CC_IC濃縮了200多倍，因此可以認(rèn)為結(jié)腸癌干細(xì)胞中在CD133＋細(xì)胞中高度富集。
 
2.4　CD133陽性的前列腺癌干細(xì)胞
關(guān)于前列腺癌干細(xì)胞標(biāo)志物的zui早報(bào)道將前列腺增生組織和前列腺癌標(biāo)本消化成單細(xì)胞并用結(jié)合CD57抗體的磁珠去除腔面細(xì)胞，然后將基底細(xì)胞分為 a2β1hi和a2β1low兩組，再用CD133抗體磁珠分別從兩細(xì)胞中分選干細(xì)胞，結(jié)果表明約1％的人前列腺基底細(xì)胞表達(dá)CD133且*于 a2β1hi細(xì)胞群內(nèi)，異體移植試驗(yàn)證明CD133細(xì)胞能夠在NOD_SCID小鼠體內(nèi)形成腫瘤，并且能分化形成基底及腔面細(xì)胞。而CD133－細(xì)胞不具 備上述能力。之后，宣布成功分選出CD44＋／a2β1hi／CD133＋表型的前列腺癌干細(xì)胞，他們從前列腺癌手術(shù)切除的標(biāo)本中分選出3群細(xì) 胞：CD44＋／a2β1hi／CD133＋表型的細(xì)胞為前列腺癌干細(xì)胞，表型為CD44＋／a2β1hi／CD133－的短暫擴(kuò)增細(xì)胞和 CD44/a2β1low的定向基底細(xì)胞，CD44＋／a2β1hi／CD133＋具有很強(qiáng)的體外增殖潛能，傳代培養(yǎng)30代后仍有較強(qiáng)的增殖能力，而且在 基質(zhì)膠中的侵襲能力和在免疫缺陷小鼠體內(nèi)的致瘤能力均遠(yuǎn)大于CD44＋／a2β1hi／CD133－表型細(xì)胞。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，前列腺癌干細(xì)胞發(fā)生分化 后，CD133表達(dá)大大下降。
 
2.5　CD133陽性的胰癌干細(xì)胞
胰腺癌干細(xì)胞的分選zui早是選用ESA、CD44和CD24。后來發(fā)現(xiàn)作為干細(xì)胞標(biāo)志物的CD133和ABCG2能在約占40％的人胰腺癌細(xì)胞中共表達(dá)，并 提出CD133可能是胰腺癌干細(xì)胞的抗原標(biāo)志。zui近發(fā)現(xiàn)人的胰腺癌組織存在CD133陽性表達(dá)的干細(xì)胞，這些細(xì)胞具有致瘤性，能強(qiáng)烈抵抗化學(xué)藥物的作用。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CD133＋細(xì)胞中存在表達(dá)趨化因子受體CXCR4的一個(gè)亞型，當(dāng)研究人員將這個(gè)亞型的細(xì)胞注射入小鼠時(shí)，小鼠會形成原代腫瘤并發(fā)生轉(zhuǎn) 移。但是當(dāng)利用CXCR4抗體進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)或者消耗完CXCR4＋細(xì)胞的時(shí)候，小鼠就只保持致瘤性，而喪失了腫瘤轉(zhuǎn)移能力。這暗示表達(dá)CXCR4受體的 CD133＋細(xì)胞與胰腺癌干細(xì)胞有很大關(guān)系。

 
2.6　CD133陽性的肝癌干細(xì)胞
肝癌是zui常見的惡性腫瘤之一，確定肝癌干細(xì)胞的標(biāo)記物對于有效治療肝癌有重要意義。利用免疫組化的方法使用CD34與c_kit標(biāo)志物對肝細(xì)胞癌及肝內(nèi)膽 管細(xì)胞癌進(jìn)行鑒定，認(rèn)為肝癌可能來源于肝前體細(xì)胞，zui近，用CD133鑒定肝癌干細(xì)胞，檢測到CD133抗原僅在Huh_7細(xì)胞中表達(dá)，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)相對 CD133－Huh_7細(xì)胞，CD133＋ Huh_7細(xì)胞有著更高的增殖潛能，且成熟肝細(xì)胞標(biāo)志物mRNA的水平較低，而肝癌早期標(biāo)志物AFP的mRNA水平明顯高于對照組。用多種已確定的干細(xì)胞 特異標(biāo)記物來分選純化肝癌組織，zui終鑒定和分選出了一小部分CD133陽性表達(dá)的具有干細(xì)胞特性的肝癌細(xì)胞。這些CD133＋細(xì)胞具有較強(qiáng)的體內(nèi)致瘤能 力，可以檢測到干細(xì)胞基因的表達(dá)，能自我更新并具備橫向轉(zhuǎn)化為非肝細(xì)胞的能力。
 
2.7　CD133陽性的其他腫瘤干細(xì)胞
隨著CD133在腫瘤干細(xì)胞中研究的深入，人們認(rèn)為CD133在其他的腫瘤中也可以用來分選和鑒定腫瘤干細(xì)胞。用聯(lián)合標(biāo)記物VEGFR1＋/CD133＋ /CD34＋/CD113＋分選出了小鼠肺癌，B16黑色素瘤中的腫瘤干細(xì)胞，在非小細(xì)胞肺癌內(nèi)皮祖細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)有CD133分子表達(dá)。報(bào)道在腎腫瘤組織中 發(fā)現(xiàn)了CD133陽性表達(dá)的腎腫瘤干細(xì)胞。在惡性黑色素瘤中發(fā)現(xiàn)分別有CD133和CD133/ ABCG表達(dá)的腫瘤干細(xì)胞
 
三．關(guān)于臍帶血的CD133+ 細(xì)胞
研究人員利用取自人類臍帶血經(jīng)增生后的CD133+ 細(xì)胞直接注入心肌梗塞的大鼠心臟，評估做為治療心肌梗塞的可行性。有心臟血管高危險(xiǎn)因子的病人通常有較少的血管細(xì)胞，這些血管細(xì)胞在試管內(nèi)的培養(yǎng) 也較衰老靜止，因此使用來自人類臍帶血的血管細(xì)胞是另一個(gè)方式可以補(bǔ)充病人或老人受損的干細(xì)胞功能。
 
研究人員發(fā)現(xiàn)這些擴(kuò)增后的細(xì)胞會有成熟血管細(xì)胞的標(biāo)幟，在試管內(nèi)也會形成管狀的構(gòu)造，也有血管內(nèi)皮生長因子訊息RNA的表達(dá)，細(xì)胞經(jīng)60天培養(yǎng)可以增加 70倍，仍維持其功能。給予此純化及擴(kuò)增的細(xì)胞可以顯著地增加左心室血量射出比率，改善心收縮功能?？偨Y(jié)的說，來自臍帶血純化的CD133+細(xì)胞經(jīng)增生 后，不失去其生物活性功能，不論純化或增生的細(xì)胞在心肌細(xì)胞的重塑治療上都有好的效果。當(dāng)然更進(jìn)一步的臨床前試驗(yàn)必須*行以評估增生的CD133+細(xì)胞 是否比純化的CD133+ 細(xì)胞有更佳的臨床治療效果。