肖福英¹ , J ing L IU (刘　婧) ² , Tao2sheng HUANG (黄涛生) ^{2, 3, 4} 　　

(1桂林医学院生物技术学院,广西桂林541004;2Department of Human Genetics/Pediatrics, 3 Department of Pathology, 4Department ofDevelopmental and Cell Biology, University ofCalifornia, Irvine, California, USA)

乳腺发育是一个复杂的过程。在小鼠早期乳腺发育中,简单的乳腺导管树已经形成^{[ 1 ]} 。出生后直至青春期,乳腺生长一直保持静止^{[ 2 ]} 。在青春期,从导管树的顶端长出终末芽胚( ter2minal end buds, TEBs) 。TEBs由两种细胞组成,帽细胞形成单一的外层, 体细胞构成多重的内层。目前认为乳腺干细胞(mammary stem cells, MSCs)存在于TEBs的帽细胞中, TEBs中细胞增殖导致乳腺脂肪垫中的导管延长,在青春期末, TEBs接触到脂肪垫的边缘而消失^{[ 2, 3 ]} 。一个复杂的网络调控着乳腺的发育。在细胞水平,乳腺由肌上皮细胞和管腔上皮细胞构成,两者都起源于共同的乳腺干细胞,乳腺干细胞有3 种功能:①发育成成熟乳腺; ②参与妊娠、哺乳和月经周期中乳腺的增殖; ③修复受损的乳腺组织。

1　乳腺干细胞的分离

乳房组织中乳腺干细胞的存在最初是由限制性稀释移植实验证实的^{[ 4 ]} ,始祖细胞能产生一个完整的、有功能的乳腺。许多高水平的研究^{[ 5 ]}又将这一观点进一步发展,例如,通过外科手术将乳腺组织移植入已清除腺体的小鼠脂肪垫,并且不依赖于年龄和发育时期。一些技术如细胞表面标志SCA1、Hoe2chest染色、Rhodamine2123 荧光染色、BrdU标志和雌激素受体等^{[ 6 ]}曾被用来识别和分离乳腺干细胞。然而,这些技术都已被证明不十分可靠。

直到最近,新的细胞表面标记的发现极大地推动了乳腺干细胞的研究。许多数据显示L in- CD24 + CD29high细胞群中含有乳腺干细胞^{[ 6, 7 ]} 。单个L in- CD24 + CD29high细胞能产生有功能的乳腺^{[ 6 ]} 。分离乳腺干细胞时,首先将L in+ (CD31 + 、CD45 +和TER 119 + )细胞移去, CD31是上皮细胞的标志, CD45和TER119是造血细胞的标志。因此, L in+ (CD31 + 、CD45 + 和TER119 + )细胞被认为是分化成熟的细胞。与之相反, CD29是皮肤干细胞标志^{[ 8 ]} ,而CD24是神经干细胞标志^{[ 9 ]} 。采用这些细胞表面标志,最终单个L in- CD24 + CD29high细胞能产生有功能的乳腺,支持乳腺干细胞确实存在于这种细胞亚群的论点。

2　乳腺球培养

乳腺球(mammosphere)类似于悬浮培养的神经干细胞形成的神经球。Dontu等^{[ 10 ]}为了分离未分化的乳腺干细胞而建立了这一技术。在体外培养条件下,乳腺干细胞以锚定独立的方式( anchorage2independent manner)悬浮生长形成乳腺球,起源于单个细胞的乳腺球能够分化成乳腺的多种不同的细胞系。在基质胶上,从乳腺球分离出的单个细胞能形成类似乳腺的功能性导管和小叶结构,加入泌乳刺激素能使细胞分泌β2casein进入管腔。其他研究也证实由乳腺球分离出的细胞能在多次传代后保持未分化状态。乳腺球培养系统已广泛应用于乳腺干细胞自我更新和分化的信号通路研究。