癌症干细胞（Cancer Stem Cells，CSCs），又称癌干细胞、肿瘤干细胞，是指具有干细胞性质的癌细胞。通常这类的细胞被认为有形成肿瘤，发展成癌症的潜力，特别是随着癌症转移后，产生新型癌症的来源。癌干细胞存在于癌细胞中，是癌症复发和转移的“元凶”。由于存在数量极少，因此很难被发现。在大多数恶性肿瘤中，仍然缺乏结论性的实验证据来证明它们的功能相关性。
    结直肠癌的发展是由于特定基因的改变，包括肿瘤抑制因子如APC、TP53和SMAD4的功能丧失，以及致癌基因如KRAS2的激活突变。在这些肿瘤中，只有一小部分细胞具有致瘤潜能，即CSCs，其被认为是肿瘤的克隆生成核心，可以通过特定的标记物来识别，包括富含亮氨酸的重复序列g蛋白偶联受体5 (LGR5)。
    Felipe等人在国际顶尖期刊Nature发表了题为“A distinct role for Lgr5+ stem cells in primary and metastatic colon cancer”的文章，该文章的实验数据提供了对Lgr5标记的CSCs进行了全面分析，包括它们在肿瘤起始、生长和转移中的作用。     为了研究Lgr5+ CSCs在转移过程中的重要性，作者在肿瘤类器官（红色荧光）植入结肠粘膜两周后开始DT治疗，DT治疗三周后，分析了原位肿瘤负荷相当的动物肝脏组织。值得注意的是，尽管DT治疗没有损害肿瘤细胞侵袭粘膜下层的能力，但生物发光成像和组织病理学分析均显示肝脏转移负担大幅减少。此外，酶解肝脏的免疫染色和荧光活化细胞分选（FACS）分析显示，DT治疗后红色荧光的肿瘤细胞的绝对数量显著减少。证实了CSCs在转移起始中起着重要的作用。    
另外，作者还评估了Lgr5+ CSCs对维持已建立的肝转移的需求。在没有原发肿瘤的情况下，将类器官直接注射到门静脉导致肝转移的形成。值得注意的是，DT治疗大大减轻了肝脏中的肿瘤负担，在最后一次给药后两周内几乎没有发现肿瘤转移的证据。对照组小鼠的肝脏显示出广泛的转移灶，而dt治疗动物的残留疾病仅限于偶尔的转移灶。强调了CSCs在原发肿瘤的维持和肿瘤初始转移中的功能贡献。  
    文中作者使用了法国Biospace Lab公司的PhotonIMAGER Optima来进行体内肿瘤的光学成像，清晰的记录了肿瘤的转移过程及其在体内的分布。法国Biospace Lab公司的PhotonIMAGER Optima小动物活体光学成像系统，是全球唯一可实现清醒动物成像的活体光学成像系统。得益于第三代增强型CCD (Intensified CCD, ICCD)的采用，在超高分辨率二维成像基础上，可进行实时采集和实时定量成像、完全清醒动物成像。特殊的设计使其具有4-View成像功能，并进而实现三维光学成像。除此之外，还可以升级X-ray成像、Macrolens微聚焦放大、Tomofluo激光精确断层扫描成像等功能，实现多模块多功能成像。
 
原文链接：https://www.nature.com/articles/nature21713