肿瘤干细胞被认为是肿瘤发展的关键组成部分。以前被称为“癌症干细胞”（cancer stem cells, CSCs）的细胞被认为是一种罕见的具有严格等级组织的细胞，有充分的证据表明，这些细胞表现出受动态CSCs -生态位相互作用影响的可塑性细胞状态。
香港大学团队2024年5月发表在 Cell Stem Cell 的综述“Hallmarks of cancer stemness”总结了用于识别和表征这些细胞状态的技术，讨论了它们的定义和新出现的特征以及它们的启用和相关特征。
1.用于表征 CSC 和/或癌症干性的方法和生物信息学分析
CSC 研究的“金标准”测定涉及 FACS 以根据特定表面标志物分离细胞群，然后在连续异种移植测定中以有限稀释度接种分选的细胞，以评估肿瘤起始细胞 （TIC） 频率。尽管这种方法为理解 CSC 功能奠定了基础，但具有局限性。基因工程动物模型和三维 （3D） 培养系统已被用作替代方案，可以使用谱系追踪来监测完整、正在发展的肿瘤中 CSC 的行为。
2.定义和出现的标志、使能属性以及 CSC 和/或癌症干性的相关特征
CSC的“定义标志”
肿瘤初发 在CSC的背景下，肿瘤的启动能力指的是它们在移植后能够启动肿瘤形成的能力，通常是在免疫缺陷的小鼠模型中，而不是它们直接诱导癌基因转化的能力。
自我更新 CSC 的另一个决定性标志是它们非凡的自我更新能力， 维持自我更新能力是 CSC 特性的一个核心方面，祖细胞表型依赖于干性信号通路的激活。
多能性 CSCs 具有产生分化能力更有限的祖细胞的能力。通过利用其多能性产生细胞多样性，CSCs 在协调肿瘤进展中起关键作用。
新兴标志：可塑性、癌症干性作为细胞状态
β-catenin/T 细胞因子 4 （TCF4）、NuRD、TIP60、PAF1 和 BAF 复合物是 CSC 自我更新的关键调节因子。表观遗传调控中，YTHDF2 和 IGF2BP2 促进的 m6A 调控已被确定为控制 mRNA 稳定性和翻译的关键机制。ADAR1 介导的 RNA 编辑通过增加致癌 mRNA 的丰度来增强癌症干性。在能量代谢方面，CSCs 可能依靠氧化磷酸化 （OXPHOS） 来满足其代谢需求。肝脏 CSCs 表现出线粒体编码的环状 RNA （circRNA） 驱动的糖酵解为干性提供燃料。CSCs 依赖于氨基酸和脂肪酸代谢的增加来促进恶性进展。
“使能属性”：治疗耐药性和转移
CSCs 具有通过多种机制协调转移的显著能力。CSCs 表现出高度的上皮-间充质转化 （EMT） 状态，突出了侵袭和迁移到远处器官的可能性增加。
CSCs 对各种治疗策略表现出增强的耐药性。通过多种机制来逃避常规治疗，包括采用静止状态、增强药物外排和保持基因组完整性。CSCs 的可塑性能够重新连接代谢和信号通路，规避分子靶向治疗的抑制作用。CSCs 表现出增强的免疫逃逸特性，导致对免疫治疗的敏感性降低。
“相关特征”：免疫逃逸
CSCs 具有通过选择生态位来塑造促肿瘤微环境的能力。通过旁分泌信号传导，CSC 刺激多种细胞类型的积累和激活，例如癌症相关成纤维细胞、神经元、内皮细胞和非 CSC。生态位成分在维持 CSCs 中起着至关重要的作用。此外，CSCs 显示出增强的免疫抑制受体表达和培养免疫抑制生态位的能力，从而有助于免疫逃避和抑制。
结语
CSCs 在改善现有的恶性肿瘤管理方面具有重要的临床价值。为了解决CSCs 的巨大异质性和癌症干性背后的可塑性，谱系追踪的集成，包括细胞条形码、随着基因组学、蛋白质组学和代谢组学水平单细胞分析的进步，以及空间信息，为捕获 CSCs 在整个恶性进展过程中的细微进化动力学和功能提供了有前途的途径。
