腫瘤細胞與體內正常細胞相比,不論在體內或在體外,在形態(tài)、生長增值、遺傳性狀等方面都有顯著的不同。生長在體內的腫瘤細胞和在體外培養(yǎng)的腫瘤細胞,其差異較小,但也并非*相同。培養(yǎng)基中的腫瘤細胞具以下突出特點:
?。ㄒ唬┬螒B(tài)和性狀
培養(yǎng)基中癌細胞無光學顯微鏡下特異形態(tài),大多數(shù)腫瘤細胞鏡下觀察比二倍體細胞清晰,核膜、核仁輪廓明顯,核糖體顆粒豐富。電鏡觀察癌細胞表面的微絨毛多而細密,微絲走行不如正常細胞規(guī)則,可能與腫瘤細胞具有不定向運動和錨著不依賴性有關。
(二)生長增殖
腫瘤細胞在體內具有不受控增殖性,在體外培養(yǎng)基中仍如此。正常二倍體細胞在體外培養(yǎng)中不加血清不能增殖,是因血清中含有很細胞增殖生長的因子,而癌細胞在低血清中(2%~5%)仍能生長。已證明腫瘤細胞有自泌或內泌性產生促增殖因子能力。正常細胞發(fā)生轉化后,出現(xiàn)能在低血清培養(yǎng)基中生長的現(xiàn)象,已成為檢測細胞惡變的一個指標。癌細胞或培養(yǎng)中發(fā)生惡性轉化后的單個細胞培養(yǎng)時,形成集落(克?。┑哪芰Ρ日<毎麖姟A硗獍┘毎鲋硵?shù)量增多擴展時,接觸抑制消除,細胞能相互重疊向三維空間發(fā)展,形成堆積物。
(三)永生性
永生性也稱不死性。在體外培養(yǎng)基中表現(xiàn)為細胞可無限傳代而不凋亡(Apoptosis)。體外培養(yǎng)中的腫瘤細胞系或細胞株都表現(xiàn)有這種性狀,體內腫瘤細胞是否如此尚無直接證明。因惡性腫瘤終將殺死宿主并同歸于盡,從而難以證明這一性狀的存在。體外腫癌細胞的永生性是否能反證它在體內時同樣如此?也尚難肯定。從近年建立細胞系或株的過程說明,如果永生性是體內腫瘤細胞所固有的,腫瘤細胞應易于培養(yǎng)。事實上,多數(shù)腫瘤細胞初代培養(yǎng)時并不那么容易。生長增殖并不旺盛;經過純化成單一化瘤細胞后,也大多增殖若干代后,便出現(xiàn)類似二倍體細胞培養(yǎng)中的停滯期。過此階段后才獲得永生性,順利傳代生長下去。從而說明體外腫瘤細胞的永生性有可能是體外培養(yǎng)基后獲得的。從一些具有永生性而無惡性性的細胞系,如NIH3T3、Rat-1、10T1/2等細胞證明,永生性和惡性(包括浸潤性)是兩種性狀,受不同基因調控,但卻有相關性??赡苡郎允羌毎麗鹤兊碾A段。至少在體外是如此。
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浸潤性是腫瘤細胞擴張性增殖行為,培養(yǎng)癌細胞仍持有這種性狀。在與正常組織混合培養(yǎng)時,能浸潤入其它組織細胞中,并有穿透人工隔膜生長的能力。
(五)異質性
所有腫瘤都是由有增殖能力、遺傳性、起源、周期狀態(tài)等性狀不同的細胞組成。異質性構成同一腫瘤內細胞培養(yǎng)基的活力有差別的瘤組織;處于瘤體周邊區(qū)的細胞獲得血液供應多,增殖旺盛,中心區(qū)有的細胞衰老退化,有的處于周期阻滯狀態(tài),那些呈活躍增殖狀態(tài)的細胞稱干細胞(Stem Cells)、只有這些干細胞才是支持腫瘤生長的成分。腫瘤干細胞培養(yǎng)時易于生長增殖;把干細胞分離出來的培養(yǎng)方法稱干細胞培養(yǎng)基。
?。┘毎z傳
大多數(shù)腫瘤細胞有遺傳學改變,如失去二倍體核型、呈異倍體或多倍體等。腫瘤細胞群常由多個細胞群組成,有干細胞系和數(shù)個亞系,并不斷進行著適應性演變。