人卵巢癌HO8910细胞系中的肿瘤干细胞样细胞通过MMP促进血管生成拟态的形成

摘要

目的：血管生成拟态（vasculogenic mimicry, VM）是存在于恶性侵袭性肿瘤中的特殊血液供应方式。本实验通过无血清悬浮培养方法从人卵巢上皮性癌（简称卵巢癌）细胞株HO8910中分选肿瘤干细胞样细胞，并通过流式细胞术、平板克隆形成实验和裸鼠体内成瘤实验验证分选细胞的肿瘤干细胞样特性。比较分选细胞与亲代细胞形成 VM的能力，并检测二者中基质金属蛋白酶2、9(matrix metalloproteinases-2,9;MMP-2, MMP-9)基因的表达水平。
　　方法：
　　1.无血清悬浮培养：通过无血清富含多种细胞生长因子的干细胞培养液悬浮培养亲代HO8910细胞，并连续传代，观察悬浮细胞球随着传代的变化，拍照记录，并收集一、三、五、七代悬浮细胞球进行后续试验。
　　2.流式细胞仪检测第一、三、五、七代悬浮细胞中CD133+细胞的表达情况：使用CD133抗体标记待检测的各代细胞，通过流式细胞仪检测，荧光信号强表达的为CD133阳性（CD133+）细胞，荧光信号表达弱的为CD133阴性（CD133-）细胞，并计算各代中CD133阳性率，实验重复三次。
　　3.体外平板克隆形成实验：比较亲代HO8910细胞与第七代悬浮细胞的克隆形成能力，制备两种细胞的单细胞悬液，以相同浓度的细胞分别接种在培养皿上，培养箱中培养1-2周，显微镜下观察大于50个细胞的克隆数，并计算克隆形成率（CFE），实验重复三次。
　　4.裸鼠体内成瘤实验：将亲代细胞和第七代悬浮细胞球制备成单细胞悬液，细胞计数分别为1×105、1×103个。重悬于0.2ml的PBS中，亲代细胞接种于裸鼠的左侧大腿皮下，第七代悬浮细胞接种于裸鼠的右侧大腿皮下，共6只雌性裸鼠，观察裸鼠每侧皮下成瘤情况。
　　5.三维立体细胞培养并观察 VM的形成情况：将亲代细胞和第七代悬浮细胞球制备成单细胞悬液，分别接种于Matrigel基质胶三维立体培养模型中，以相同间隔的时间在倒置相差显微镜下观察 VM的形成情况，随机取上、下、左、右、中五个视野拍照记录，实验重复3次。
　　6.实时荧光定量聚合酶链式反应（real-time PCR, RT-PCR）：利用RT-PCR检测亲代细胞和第七代悬浮细胞球中MMP-2、MMP-9基因的表达情况，实验重复三次。
　　7.统计方法：实验数据采用SPSS17.0统计软件进行处理，计量资料以均数±标准差(?x±s)表示，两组数据比较采用t检验；以α=0.05为检验水准，当 P<0.05，差异具有统计学意义，当 P>0.05，差异不具有统计学意义。
　　结果：
　　1.亲代HO8910细胞的悬浮培养
　　将亲代 HO8910细胞置于无血清干细胞培养液中悬浮培养，24小时后，绝大部分细胞呈贴壁状态，仅有一小部分细胞呈悬浮状态，继续培养24小时后发现贴壁细胞逐渐死亡，而悬浮状态的细胞增多，表现为几个细胞聚集在一起的悬浮球。培养4-6天时，贴壁细胞已基本分解凋亡，悬浮细胞球随着培养不断增大、增多，且能连续传至第七代。观察发现第一代悬浮细胞球仅有几个细胞组成，大小一致，具有一定的折光性，细胞间连接紧密，但尚能分清细胞间界限。传至第七代时，悬浮球由几十个细胞组成，细胞间连接紧密，界限不清，折光性增强，立体感饱满，但细胞大小和形态仍然保持和初代一致，此结果说明悬浮细胞具有很好的自我更新能力。
　　2.流式细胞检测结果
　　流式细胞仪检测第一、三、五、七代悬浮细胞球，发现CD133阳性细胞的表达水平随着传代次数呈上升趋势，其阳性表达率分别为0.23％、31.74%、79.25%和88.18%。
　　3.体外平板克隆形成率
　　平板克隆形成实验结果：第七代悬浮细胞球的克隆形成率为45.67±1.53%，而亲代HO8910细胞的克隆形成率仅为11.00±2.00%，前者较后者约增加了4倍，差异具有统计学意义。（t=23.859，P<0.00）。
　　4.裸鼠体内成瘤能力的分析
　　将1×103个第七代悬浮细胞接种于雌性裸鼠右侧大腿皮下，持续观察6周后，6只裸鼠全部出现肉眼可见的移植瘤（6/6）。
　　将1×105个亲代HO8910细胞接种于雌性裸鼠左侧大腿皮下，持续观察6周后，未见裸鼠左侧出现肉眼可见的移植瘤（0/6）。
　　5.三维立体细胞培养模型中VM的形成能力
　　在Matrigel基质胶三维立体培养条件下，第七代悬浮细胞于2h可见细胞间产生连接，4h即可形成典型的VM网格状结构，此时细胞间联系紧密，纵横交错，48h典型的结构方开始分散凋亡。亲代细胞4h方见细胞间产生联系，但连接松散不规则，8h细胞间联系最多，但典型的VM网格样结构较少，24h连接松散，开始凋落。
　　6.RT-PCR方法检测MMP-2、MMP-9基因的表达情况
　　实时荧光定量PCR结果显示：第七代悬浮细胞中MMP-2基因水平较亲代 HO8910细胞提高了6.0倍，其差异具有统计学意义（t=-4.544， P=0.045）；第七代悬浮细胞中MMP-9基因表达较亲代细胞提高了6.7倍，其差异也具有统计学意义（t=-4.019, P=0.014）。
　　结论：
　　1.亲代 HO8910细胞在无血清富含细胞生长因子的培养基中悬浮培养可得到悬浮细胞球，并可连续传代，经验证第七代悬浮细胞球可高表达肿瘤干细胞标记物CD133、有很强的克隆形成能力及裸鼠体内成瘤能力，说明第七代悬浮细胞球具有肿瘤干细胞样特性。
　　2.第七代悬浮细胞球较亲代细胞有更强的VM形成能力，且高表达MMP-2、MMP-9。推测肿瘤干细胞样细胞可能通过高表达 MMPs，诱导肿瘤细胞自身及细胞外基质的重塑去促进 VM的形成，为肿瘤的生长、转移提供血液支持。此研究有助于我们深入认识卵巢癌生长、转移及复发的机制。

目录

声明

英文缩写

前言

材料与方法

1 实验材料

2 方法

3 统计方法

结果

3 体外平板克隆形成率

4 裸鼠体内成瘤能力的分析

5 三维立体细胞培养模型中VM的形成能力

6 RT-PCR方法检测MMP-2、MMP-9基因的表达情况

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述:肿瘤干细胞与血管生成拟态的研究新进展

致谢

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