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早在35亿年前，原核生物中就出现了热休克蛋白。热休克蛋白在细胞里面的表达量很高，能达到细胞内总蛋白的1%。在肿瘤细胞里面，其表达量更高能达到6-7%左右。
来自美国哈佛医学院和波士顿大学医学部的研究人员，在这篇癌症综述中细致地总结了在癌细胞内高表达热休克蛋白给肿瘤恶化提供了一个良好的保护伞：具体以Hsp27，Hsp70和Hsp90这三种最常见的热休克蛋白（也叫分子伴侣蛋白）为例。
这些热休克蛋白在肿瘤细胞里面主要起着稳定癌症相关突变基因表达和其它一些高表达蛋白分子，并作为这些蛋白的分子伴侣从而使它们具有生物活性。热休克蛋白对肿瘤维持和进展起着多方面的作用，比如说：促进癌细胞增殖、降低癌细胞的生长抑制，促进其存活、促进肿瘤的血管新生以及转移灶的形成。
最近文献也报道热休克蛋白对肿瘤干细胞的功能起着重要的调控作用，与肿瘤干细胞的自我更新、侵染和转移都相关。并且，热休克蛋白Hsp90在肿瘤抗癌症治疗进化过程中也起到了“帮助”作用。肿瘤细胞分泌热休克蛋白（正常情况下，正常细胞不会分泌热休克蛋白）。
分子伴侣蛋白比如Hsp27，Hsp70和Hsp90在一系列癌症患者组织高表达，在绝大多数情况下并伴随着病人的不良预后。这些热休克蛋白通过受体介导的信号影响肿瘤免疫，同时也促进肿瘤的恶性发展。在癌症的治疗中对热休克蛋白的靶向已得到众多实验数据支持，并有热休克蛋白靶向药处在临床试验阶段。