肿瘤干细胞是肿瘤中具有自我更新、无限增殖及多向分化潜能的细胞,这部分细胞虽然只占少部分,但在肿瘤的发生、演进、复发、耐药及逃逸免疫系统的识别和清除过程中可能发挥了至关重要的作用。因此,建立有效的肿瘤干细胞分离方法,将有助于人们深入了解肿瘤的发病机理,从而建立新的有效的治疗方法。例如,虽然结直肠癌的治疗显著改善了结直肠癌患者的整体存活率,然而癌症转移的患者的治愈率仍然很低。转移性结直肠癌患者的临床治疗要综合考虑到疾病进展、治疗相关毒性、耐药性和患者的整体生活质量。尽管治疗取得了初步成功,但耐药性的发展可能导致癌症患者的治疗失败和复发,这可归因于肿瘤干细胞。因此,靶向结直肠癌肿瘤干细胞有助于治疗耐药,以及肿瘤的转移发展,使其成为治疗结直肠癌的潜在目标。肿瘤干细胞是重要的治疗靶点,然而其在正常组织中的比例非常的低。因此要对肿瘤干细胞进行深入分析,就需要首先对肿瘤干细胞进行分选富集,结直肠癌的肿瘤干细胞标记物包括CD133、Lgr5、Bmi-1、CD26和CD44v6等,富集方式可以选择流式细胞分选。
目前纯化细胞的方法主要是通过流式分选和磁珠分选。和磁珠分选方法相比,流式细胞分选仪具有纯度高、速度快、可多路分选、高通量等优点。磁珠分选的纯度一般只能达到90%,而流式分选纯度能达到99%。高速流式细胞分选仪的分选速度可达到数万个细胞每秒,并最大限度的保持样品的活性。对于稀有细胞的分选可一次获得海量的细胞。通过给液滴充以正、负不同的电荷,可调整液滴的偏转角度,实现多路分选,从而对几种特定细胞亚群进行高速分选纯化。另外,流式分选术可以在多孔板上进行样品收集。
分选侧群干细胞的研究增加了对干细胞增殖,纯化及发育调控机制的理解,同时还提供了一种从不同组织中分离纯化和利用多能干细胞的新策略,为组织工程和细胞治疗提供了新的干细胞材料来源。
Hoechst33342是一种亲脂性DNA荧光染料,可以自由通过活细胞的细胞膜进入细胞内,与DNA结合,所以可以直接标记活细胞的DNA。干细胞能够通过ABC运输蛋白Bcrp1/ABCG2 将细胞内的Hoechst33342泵出细胞外,而其他细胞没有这种能力,所以用该染料标记时,干细胞染色较低,在流式图上能够明显区分与其他细胞。肝癌组织中可能存在具有表型和功能特殊的肝癌细胞, 分离和鉴定这群细胞是否具有干细胞特征对阐明肝癌发病机制、揭示肝癌复发和转移具有重要的意义。应用流式细胞分选术和Rho123染色, 分选细胞中具有原始干细胞特征的成体细胞,可以有效地分选出癌细胞中的肿瘤干细胞。类似的,在其他肿瘤中亦可通过特定的肿瘤干细胞的生物标志物对其进行富集。例如,采用流式细胞分选术从人乳腺癌细胞系MCF-7中分选CD44+CD24-/low乳腺癌干细胞,并进行干细胞比例分析,用免疫荧光法检测、比较分选获得的细胞和对照细胞的干性和分化标记物的表达状态。