巧用熒光成像，實現腫瘤幹細胞的可視化治療

眾所周知，腫瘤由各種不同類型的細胞構成，目前我們還不清楚光動力檢測是否能夠識別腫瘤內部的所有細胞。

腫瘤幹細胞（Cancer stem cells ，CSCs）是一種極其重要的、具有自我更新能力的腫瘤細胞。它們是影響腫瘤進程和放/化療抗性的主要細胞類型，也是導致治療後腫瘤複發的主要原因。評估以及優化腫瘤幹細胞的光動力療法對實現腫瘤的有效清除非常重要。

東京醫學和口腔醫學大學（Tokyo Medical and Dental University，TMDU）的研究人員最近在Nature旗下的Scientific Reports雜誌上發表了一篇文章，對神經膠質細胞的光動力檢測進行了測評和優化。

在腫瘤細胞中， 5-氨基乙醯丙酸（5-aminolevulinic acid，5-ALA）被特異性地代謝為熒光原卟啉IX（fluorescent protoporphyrin IX ，PpIX），因此臨床上使用5-ALA作為光動力診斷試劑（hotodynamic diagnosis ，PDD）和某些癌症（如膠質瘤）的治療試劑（PDT）。目前沒有研究證明5-ALA是否能用於CSCs檢測。

他們首先確定了神經膠質瘤幹細胞的一個亞群，利用流式細胞術（立即 索取Apogee超靈敏納米流式細胞儀的更多資料）分析發現，測群（side population，SP）C6膠質瘤CSCs（GSCs）細胞內的PpIX報告熒光嚴重低於其他非GSCs細胞。與大多數神經膠質瘤細胞相比，在PDT/PDD處理後C6 CSCs並沒有大量積累熒光產物，當它們被移植到免疫缺陷小鼠體內後，這些幹細胞迅速生成腫瘤組織，表現出極高的致癌性。而其他對PDT/PDD表現出高熒光強度的幹細胞並不會迅速形成實體腫瘤。

這些逃避了熒光檢測的腫瘤細胞如果不能被有效移除的話，將直接導致治療失敗或腫瘤複發。如果能提高這些細胞的熒光發光水平，就能大大提高其熒光檢出率以及手術切除的幾率。

研究人員繼續研究了這些細胞低熒光水平的可能機制和解決辦法。研究發現，去鐵銨（deferoxamine ，DFO)介導的鐵離子螯合作用能夠增細胞PpIX含量，而利血平介導的PpIX-流出 ABC多葯轉運蛋白G抑制作用不能改善細胞熒光水平。因此，我們可以通過聯合使用臨床已經批准的鐵離子螯合劑，增強PDT/PDD效果，這一想法具有極高的臨床轉化能力。

最後，研究人員還發現C6 GSCs細胞內血紅素氧合酶-1（heme oxygenase-1 ，HO-1）基因表達偏高，在使用5-ALA後HO-1基因表達進一步上調。這表示HO-1能夠打破熒光材料的代謝途徑，HO-1可能是另一種潛在的改善光動力學檢測的關鍵因素。

本研究的關鍵在於，如何將對藥物處理「不應答」的細胞與其他細胞區分開來。

流式細胞儀是目前使用最廣的活細胞篩選裝置，主要用於報告蛋白本身是熒光蛋白或經熒光抗體標記的活細胞，具有速度快、精度高、準確性好等優點。能夠從功能水平上進行單細胞定量分析和篩選。