腫瘤是細胞在各種致瘤因素的作用下，基因發(fā)生改變，失去對其生長的正常調(diào)控，導(dǎo)致細胞異常增生。惡性腫瘤又稱為癌癥（cancer），是目前危害人類健康zui嚴重的一類疾病。我國城市地區(qū)居民死因*位為惡性腫瘤。
腫瘤細胞在很多生物學(xué)特性上不同于正常細胞，也有別于修復(fù)性增生的細胞，具有明顯的去分化現(xiàn)象。

一、腫瘤細胞的分化特征

惡性腫瘤細胞的特征之一是分化程度低，表現(xiàn)為形態(tài)上的幼稚性，功能上的異常，細胞的多種表型（phenotype）又回到原始的胚胎細胞表型，即發(fā)生細胞的去分化現(xiàn)象。機體在致癌物質(zhì)的作用下，干細胞發(fā)生分化障礙或已分化的細胞發(fā)生去分化，導(dǎo)致細胞增殖失控則形成腫瘤。不過目前多傾向于認為腫瘤來源于分化障礙的干細胞。

（一）腫瘤細胞去分化的標志蛋白

在個體發(fā)育中，一些蛋白只在胎兒期表達，但成年動物細胞發(fā)生癌變時，一些關(guān)閉的基因被激活，重新分泌胚胎時期*的蛋白，已用于醫(yī)學(xué)診斷的癌胚蛋白主要有甲胎蛋白、癌胚抗原和胰胚胎抗原等。

1．甲胎蛋白

在胚胎時期由卵黃囊及胚胎肝臟產(chǎn)生，在妊娠5個月時達高峰，出生時下降。胎兒出生后1年，血清AFP應(yīng)降至正常成人水平（5.8μg/L以下，男性略高于女性）。AFP是原發(fā)性肝癌的zui靈敏、zui特異的腫瘤標志，血清AFP測定結(jié)果大于500μg/L以上，或含量有不斷增高者，更應(yīng)高度警惕。

2．癌胚抗原

為存在于結(jié)腸癌及胚胎結(jié)腸粘膜上皮細胞的一種糖蛋白。由胎兒胃腸道上皮組織、胰和肝的細胞所合成，通常在妊娠前6個月內(nèi)CEA含量增高，出生后血清中含量已很低下，健康成年人血清中CEA濃度小于2.5μg/L。胃腸道腫瘤時因極性消失，CEA反流入淋巴或血液而使血清CEA升高，當CEA高于 20μg/L時，則意味著可能有消化道腫瘤。

3．胰胚抗原

是一種糖蛋白，正常人群血清中小于7U/ml。胰腺癌的POA的陽性率為95％，其血清含量大于20U/ml，當肝癌、大腸癌、胃癌等惡性腫瘤時也會使POA升高，但陽性率較低

（二）腫瘤的異質(zhì)性

腫瘤的組織由實質(zhì)和間質(zhì)兩部分構(gòu)成，腫瘤實質(zhì)是腫瘤細胞，是腫瘤的主要成分，具有組織來源特異性。腫瘤的間質(zhì)起支持和營養(yǎng)腫瘤實質(zhì)的作用，不具特異性，一般由結(jié)締組織和血管組成，有時還可有淋巴管。腫瘤組織常呈現(xiàn)不同程度的形態(tài)和功能上的異質(zhì)性（heterogeneity），主要表現(xiàn)為瘤細胞分化程度和分化方向的差異性。這種現(xiàn)象可使得腫瘤呈現(xiàn)多向分化，如髓母細胞瘤可見神經(jīng)元分化成分和各種膠質(zhì)細胞分化成分，甚至出現(xiàn)肌細胞成分，后者稱為趨異性分化（divergent differentiatio）。將一種類型腫瘤組織中出現(xiàn)另一種腫瘤成分的現(xiàn)象稱為腫瘤的化生（tumor metaplasia）。

（三）腫瘤細胞的自然分化

有些腫瘤可發(fā)生自然分化現(xiàn)象，如兒童時期的脂肪母細胞瘤，復(fù)發(fā)后可形成成熟的脂肪細胞。有關(guān)腫瘤自然分化的經(jīng)典論文是由Cushing和Wolback （1927）報道的，他們給一個嬰兒治療神經(jīng)母細胞瘤時發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象?；純河捎谀[瘤分期太高而被帶回家等死。很難想象，后來這個孩子長成了一個十幾歲的少年，得了闌尾炎，在做闌尾切除手術(shù)時，外科大夫也探察了腹腔，目的是想尋找神經(jīng)母細胞瘤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在腹腔中有多發(fā)性小腫瘤，而且證明這些是良性的神經(jīng)節(jié)瘤。

二、腫瘤的誘導(dǎo)分化

腫瘤的誘導(dǎo)分化就是應(yīng)用某些化學(xué)物質(zhì)使不成熟的惡性細胞逆轉(zhuǎn)，向正常細胞分化。這些物質(zhì)稱為分化誘導(dǎo)劑。在分化誘導(dǎo)劑的作用下，腫瘤細胞的形態(tài)特征、生長方式、生長速度和基因表達等表型均向正常細胞接近，甚至*轉(zhuǎn)變?yōu)檎＜毎?，這種現(xiàn)象稱為誘導(dǎo)分化（induced differentiation）。采用這一策略進行惡性腫瘤的治療，稱為分化治療（differentiation therapy）。

目前，誘導(dǎo)分化治療的研究非?；钴S，已成為腫瘤研究的新熱點。維甲酸已成功地應(yīng)用于急性早幼粒細胞白血病（APL）的治療，實體瘤誘導(dǎo)分化也處于體外實驗階段。

（一）誘導(dǎo)分化的機制

分化誘導(dǎo)劑作用于腫瘤細胞后，通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制誘導(dǎo)腫瘤細胞分化，封閉或抑制腫瘤細胞中與細胞增殖有關(guān)的受體；降低蛋白質(zhì)的磷酸化水平，促進細胞分化基因的表達；啟動細胞凋亡程序。有些表現(xiàn)為先分化后凋亡，有些表現(xiàn)為分化與凋亡同時發(fā)生。誘導(dǎo)劑對腫瘤細胞的作用與以下因素有關(guān)。

1．信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與腫瘤分化

細胞的增殖和分化均與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有關(guān)，不同的分化誘導(dǎo)劑盡管其作用方式不同，其zui終結(jié)果都是抑制細胞增殖信號，同時啟動細胞分化和凋亡途徑。例如， cAMP信號途徑參與調(diào)節(jié)多種腫瘤細胞分化，其作用可概括為：①抑制細胞增生，促進細胞分化；②誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡；③逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞的多藥耐藥性；④影響某些基因產(chǎn)物，如myc蛋白含量下降，Ras下調(diào)等。

2．腫瘤細胞誘導(dǎo)分化與基因

腫瘤細胞是正常細胞分化失控的細胞，腫瘤細胞與分化正常的細胞zui本質(zhì)的區(qū)別是基因組發(fā)生不同形式突變，如慢性粒細胞白血?。–ML）第9號與22號染色體易位形成了bcr/abl融合基因，源于CML患者的K562細胞中該融合基因擴增5倍。bcr/abl融合基因編碼的P210具有*酪氨酸蛋白激酶活性，能促進細胞增殖。有研究證明K562細胞經(jīng)誘導(dǎo)分化后，bcr/abl轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物顯著下降，P210蛋白質(zhì)水平降低，細胞趨向分化。

3．轉(zhuǎn)錄調(diào)控與腫瘤分化

甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑活性增高使抑癌基因高甲基化進而表達失活的主要因素，用甲基化轉(zhuǎn)移酶抑制劑處理腫瘤細胞，發(fā)現(xiàn)基因組甲基化水平降低，細胞增殖受抑制。另一方面，核心組蛋白的乙?；癄顟B(tài)與基因調(diào)控密切相關(guān)，負責組蛋白乙酰化和去乙?；氖且粚δ芟嗷マ卓沟牡鞍酌?mdash;—組蛋白乙?；福℉AT）和去乙酰化酶（HDAC）。HAT對組蛋白乙?；芍泻徒M蛋白電荷，使DNA結(jié)構(gòu)松散、開放，便于轉(zhuǎn)錄因子及RNA聚合酶更加接近DNA，促進基因表達；而HDAC的作用相反，組蛋白去乙酰化使DNA更加緊密，抑制基因表達。HDAC還參與細胞周期的調(diào)控，其中RB對轉(zhuǎn)錄因子E2F的轉(zhuǎn)錄抑制就是通過募集HDAC實現(xiàn)的。

（二）腫瘤分化的標志

由于腫瘤細胞起源的多樣性，其分化的具體指標亦各不相同，一般包括形態(tài)與功能的分化、增殖能力與致瘤性的降低或喪失等。代表終末分化，具有成熟表型的標志物多為特異性細胞產(chǎn)物或涉及產(chǎn)物合成的酶，如紅細胞的血紅蛋白、表皮細胞的角蛋白、膽管上皮分化標志cK7（cytokeratin7）、肝細胞分化標志白蛋白、消化道腫瘤分化標志LAP（腸堿性磷酸酶）、胃癌分化標志PG（胃蛋白酶原）、LDH（乳酸脫氫酶）、橫紋肌肉瘤中的desmin以及星形細胞瘤的膠質(zhì)纖維酸性蛋白（GFAP）等。腫瘤細胞分化程度越低，越是缺乏分化標記物。

從細胞周期調(diào)控來看，腫瘤細胞去分化的一個重要特征就是G1-S期控制點失控，進人S期細胞異常增多，因此G1期稱為細胞分化期，G1期停滯可作為細胞分化的指標。

（三）誘導(dǎo)分化劑的種類

腫瘤的誘導(dǎo)分化劑有多種。按照來源可分為內(nèi)源性分化誘導(dǎo)劑和外源性分化誘導(dǎo)劑，前者是指腫瘤或宿主細胞所產(chǎn)生的具有分化誘導(dǎo)作用的化學(xué)物質(zhì)，例如集落刺激因子、糖皮質(zhì)激素、前列腺素及一些細胞因子等，后者是指腫瘤或宿主不能產(chǎn)生而必須依賴外界補給的分化誘導(dǎo)劑，包括：①維生素類，如維甲類、維生素C、維生素E等；②核苷及其類似物：如三磷酸腺苷、8-氯環(huán)腺苷類；③抗癌抗生素類，如絲裂霉素、放線菌素D、蒽環(huán)類抗癌抗生素；④有機化合物類，如DMSO、六亞甲基二乙酰胺（HMBA）、二甲基甲酰胺（DMP）、丁酸鈉、溴脫氧尿核苷、5氮雜-2-脫氧核苷；⑤中草藥類，如人參、乳香等；⑥無機化合物，如砷劑（As2O3和As3O4等）、硒；⑦如茶堿、干擾素、生長因子受體抗體及分化誘導(dǎo)的增強劑（本身對細胞增殖及分化無影響，但可顯著增強分化誘導(dǎo)劑的作用，如環(huán)化酶激活劑、亞硒酸鈉）等。


不同的誘導(dǎo)劑可能具有某些共同的作用機制，但不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)又決定了它們有不同的細胞內(nèi)、外受體和不同的初始環(huán)節(jié)，因此也會有不同的作用機制；此外，體內(nèi)應(yīng)用誘導(dǎo)分化劑的同時，又可通過影響不同組織或細胞的代謝和分化，從而間接作用于腫瘤細胞。

（四）維甲酸對腫瘤的誘導(dǎo)分化作用

維甲酸（retinoic acids，RA）又稱視黃酸或維生素A酸，是維生素A的衍生物。它由環(huán)己烯環(huán)、側(cè)鏈和極性基團三部分組成，由于極性基團及側(cè)鏈部分不同，維甲酸包括多種同分異構(gòu)體，其中zui重要的是13-順式維甲酸（13-cis-RA）、全反式維甲酸（ATRA）和9-順式維甲酸（9-cis-BA）。機體內(nèi)一定濃度的維甲酸可調(diào)節(jié)細胞的增殖、分化、成熟，是機體正常生長發(fā)育和各種生理活動*的重要因子。RA對多種腫瘤細胞有誘導(dǎo)分化作用，尤其是對急性白血病具有較高的療效。

維甲酸由胃腸道吸收后經(jīng)氧化形成ATRA，通過擴散進入細胞與胞內(nèi)維甲酸結(jié)合蛋白（cellular retinoic acid binding protein，CRABP）結(jié)合后有2種去路：一是被位于光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的細胞色素P450酶系氧化破壞；二是通過異構(gòu)酶的作用，轉(zhuǎn)化為11-cRA， 13-cRA及9-RA。ATRA及順式維甲酸進入細胞核內(nèi)，與核維甲酸受體結(jié)合。維甲酸受體屬于核受體超家族，包括RAR和RXR兩類，均由α、β、γ 三個亞型構(gòu)成，每個亞型均有一個以上的異構(gòu)體。這些受體形成RAR-RxR異源二聚體或RxR-RxR同源二聚體。維甲酸活化的受體與維甲酸響應(yīng)元件（retinoic acid response element，RARE）結(jié)合，以時間、劑量依賴的方式調(diào)節(jié)靶基因的表達，從而調(diào)節(jié)細胞的正常分化。

RA對多種腫瘤細胞有誘導(dǎo)分化作用，對急性早幼粒細胞白血病的作用尤為突出。APL是造血細胞分化阻滯在早幼粒階段的異質(zhì)性腫瘤。其中t（15；17）易位后導(dǎo)致PML（promyelocytic leukemia）與RARα基因融合，90％以上的APL患者具有PML/RARα融合基因；其余為t（5；17）、t（11；17）等易位形式。 PML/RARα融合基因是導(dǎo)致APL的功能基因，PML/RARα融合蛋白結(jié)合DNA并與核共同抑制因子及組蛋白去乙?；福℉DAC）形成復(fù)合體， HDAC促使組蛋白去乙?；?，組蛋白與DNA牢固結(jié)合，抑制目標基因的轉(zhuǎn)錄。ATRA與融合蛋白分子的維甲酸受體部分結(jié)合，釋放核共同抑制因子復(fù)合物，促使組蛋白乙酰化，進而組蛋白與DNA解離，開放目標基因的轉(zhuǎn)錄，細胞分化成熟。ATRA還通過激活Caspase，降解PML/RARα融合蛋白，解除轉(zhuǎn)錄抑制作用，細胞得以進一步分化成熟。zui近研究表明，PML/RARα融合蛋白與目標基因結(jié)合后，還能募集DNA甲基化酶，導(dǎo)致目標基因沉默，維甲酸部分地解除甲基化，誘導(dǎo)低水平的目標基因表達。


RA對幾種實體瘤也呈現(xiàn)出明顯的誘導(dǎo)分化作用。如Rutka等（1988）證實ATRA和13-cis-RA對人膠質(zhì)瘤細胞系U 343 MC-A具有誘導(dǎo)分化效應(yīng)。經(jīng)其處理后U343MC-A細胞增殖減慢，并出現(xiàn)了特異的形態(tài)學(xué)改變和GFAP含量的增高。Steck等（1990）證明RA 對多種膠質(zhì)瘤細胞系具有不同程度的生長抑制作用，RA處理后膠質(zhì)瘤細胞的表皮生長因子受體的活性降低。


維甲類進行誘導(dǎo)分化治療時有一些共同的副作用，但多數(shù)反應(yīng)較輕，偶爾也發(fā)生過嚴重的甚至致命的反應(yīng)。特別是對APL患者，ATRA和9-cis-RAzui常見的副作用是注射后數(shù)小時發(fā)生頭痛，粘膜炎也是zui常見的不良反應(yīng)之一。此外，RA還存在耐藥性問題。


（五）其他誘導(dǎo)劑

l．二甲亞砜（DMSO）

為無色液體，是較早發(fā)現(xiàn)的一種分化誘導(dǎo)劑。20世紀70年代初，在體外觀察到DMSO可誘導(dǎo)小鼠紅白血病細胞（MEL）分化為正常網(wǎng)織紅細胞，增殖停止，并合成血紅蛋白。此后，其它實驗室相繼證明，DMSO對多種癌細胞系有誘導(dǎo)分化作用，如鼠神經(jīng)母細胞瘤、鼠胚胎癌細胞系、大鼠乳腺癌細胞、人HL- 60細胞系、人類食管癌上皮細胞株、人結(jié)腸癌細胞、人直腸癌細胞及黑色素瘤。


2．六亞甲基二乙酰胺（HMBA）

于1976年人工合成，對小鼠紅白血病細胞、神經(jīng)母細胞瘤、黑色素瘤、SHG-44細胞具有誘導(dǎo)分化作用。Marks等（1994）認為HMBA誘導(dǎo)MEL細胞分化是一個細胞周期依賴的過程，主要是通過降低Cyclin A和CDK4以及增加低磷酸化的Rb蛋白而實現(xiàn)。

3．8-氯環(huán)腺苷酸（8-Chloro-cyclic-adenosine monophosphate，8-Cl-cAMP）

8-Cl-cAMP是近年發(fā)展起來的一種很有價值的分化誘導(dǎo)劑，對惡性腫瘤具有廣譜抑制作用（如：白血病、乳腺癌、直腸癌、肺癌、胃癌、纖維肉瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤等）。8-Cl-cAMP通過蛋白激酶A（PKA）發(fā)揮促進分化的作用。根據(jù)調(diào)節(jié)亞基（RⅠ、RⅡ）不同，PKA又分Ⅰ、Ⅱ兩型，RⅠ能刺激細胞增殖和去分化，RⅡ可使細胞停止增殖并促進分化。惡性腫瘤細胞中Ⅰ型蛋白激酶升高，Ⅱ型蛋白激酶降低，Ⅰ型和Ⅱ型的比值明顯升高，因此選擇性調(diào)節(jié)兩種蛋白激酶以恢復(fù)cAMP受體蛋白的生理平衡，是應(yīng)用cAMP類似物治療腫瘤的一個新的理論依據(jù)。8-Cl-cAMP及其類似物能選擇性地與Ⅱ型蛋白激酶特異性結(jié)合，從而提高Ⅱ型蛋白激酶的表達，減少Ⅰ型蛋白激酶的表達，以抑制細胞增殖和促進分化。

4．干擾素

INFα與β可使U937細胞形態(tài)趨向成熟、黏附能力改變，NBT還原率增加，對單純B47和B41的反應(yīng)從10％上升到47％。rINFγ可使U937細胞分化成熟，增殖受抑，NBT還原率及吞噬發(fā)光率明顯增高。

5．維生素D

在骨髓細胞、乳腺和結(jié)腸上皮細胞等發(fā)現(xiàn)有維生素D3受體，維生素D3可降低白血病、乳腺癌、結(jié)腸癌和前列腺癌細胞系的生長，促進細胞凋亡。維生素D3還能降低某些腫瘤的發(fā)病率。1，25-二羥基維生素D3是維生素D3的活性形式。已有報道，1，25-二羥基維生素D3能誘導(dǎo)白血病細胞株細胞向單核細胞分化，對人類急慢性髓系白血病細胞也有分化作用。