石棉暴露诱发的肿瘤中非整倍体产生的途径和细胞生物学机制

摘要

矿物纤维石棉是一种明确的职业性的致癌剂，可以诱发多种类型的人类恶性肿瘤，并在肿瘤发生的早期阶段诱发肿瘤的最显著特征—非整倍体。然而，石棉诱导非整倍体产生的细胞学机制仍然不太清楚。我们以人支气管上皮细胞(HBEC)和人间皮细胞(MeT5A)为研究材料，利用活细胞实时摄影和荧光原位杂交技术(FISH)，发现石棉通过阻止细胞质分裂而诱发双核细胞的产生(97.00％的HBEC双核子细胞和90.51％的MeT5A双核子细胞)，并伴随着胞质分裂期的延长。双核细胞随之通过双极分裂(占非整倍体子细胞总数47.83％的HBEC和23.08％的MeT5A)和多极分裂(占非整倍体子细胞总数52.17％的HBEC和76.92％的MeT5A)形成非整倍体，而细胞松弛素B诱导的双核细胞分裂产生的所有非整倍体子细胞均来自多极分裂（100％的HBEC和MeT5A非整倍体子细胞）。此外，通过微核形成导致染色体的丢失并不是石棉诱发非整倍体的途径（0％的HBEC或MeT5A非整倍体子细胞）。在C57BL/6小鼠中腹腔注射石棉诱发腹膜间皮瘤的过程中，也发现双核细胞的持续大量产生。本研究结果第一次阐明了石棉诱发非整倍体的细胞学途径;在体内和体外证实了双核细胞在石棉相关的非整倍体产生和肿瘤发生中的重要作用;也是第一次证明某种致癌剂可以直接增加四倍体细胞双极有丝分裂的染色体错误分离。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 石棉与肿瘤

1．1．1 石棉的致癌性简介

1．1．2 石棉致癌的病理学特征

1．1．3 石棉的理化特性与致癌性的关系

1．1．4 石棉致癌机制的研究现状

1．1．5 石棉致癌的动物模型

1．2 非整倍体、染色体不稳定性与肿瘤

1．2．1 染色体不稳定性

1．2．2 非整倍体

1．2．3 非整倍体、染色体不稳定性与肿瘤的关系

1．3 有丝分裂中染色体分离的过程

1．3．1 染色体正常分离及其监控机制

1．3．2 染色体分离异常

1．4 非整倍体、染色体不稳定性的起源

1．4．1 纺锤体检验点功能部分缺失

1．4．2 微管与动粒错误连接

1．4．3 中心体异常和多极有丝分裂

1．4．4 四倍体和非整倍体、肿瘤的关系

1．5 非整倍体细胞的命运

1．6 石棉诱发非整倍体的机制的研究现状

1．6．1 石棉直接干扰有丝分裂和染色体分离

1．6．2 石棉诱发后末期染色体异常

1．6．3 石棉诱发微核形成

1．6．4 石棉诱发双核形成

1．7 染色体研究相关的技术

1．7．1 活细胞实时摄影技术

1．7．2 荧光原位杂交技术

1．8 研究内容和研究意义

1．8．1 研究内容

1．8．2 研究意义

第2章 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验试剂

2．1．2 细胞系

2．1．3 实验动物

2．1．4 石棉

2．2 试验方法

2．2．1 细胞培养

2．2．2 细胞转染

2．2．3 石棉的制备

2．2．4 体外培养细胞的双核率的检测

2．2．5 活细胞实时摄影

2．2．6 探针标记

2．2．7 荧光原位杂交

2．2．8 小鼠模型的构建

2．2．9 免疫荧光染色

2．2．10 石蜡包埋和组织切片

2．2．11 病理组织的HE染色

2．2．12 酶底物免疫组织化学染色

2．3 数据分析标准

2．3．1 活细胞实时摄影分析

2．3．2 荧光原位杂交信号点分析

2．3．3 非整倍体细胞的鉴定

2．3．4 酶底物免疫组织化学染色的半定量分析

2．3．5 统计学分析方法

第3章 研究结果与讨论

3．1 研究结果

3．1．1 石棉诱发非整倍体

3．1．2 石棉诱发的非整倍体来自双核细胞的分裂

3．1．3 石棉通过双核细胞的双极分裂和多极分裂产生非整倍体

3．1．4 石棉通过微核发生染色体丢失不是致非整倍体的主要途径

3．1．5 石棉诱发的双核细胞来自胞质分裂失败，并伴随胞质分裂时期的延长

3．1．6 石棉致癌的过程中伴随着双核细胞中间体的产生

3．2 讨论

3．2．1 实验材料的选择

3．2．2 石棉诱发非整倍体

3．2．3 石棉诱发的非整倍体来自双核细胞的分裂

3．2．4 石棉通过双核细胞的双极和多极分裂产生非整倍体

3．2．5 石棉通过微核发生染色体丢失不是致非整倍体的主要途径

3．2．6 石棉诱发的双核细胞来自胞质分裂失败，并伴随胞质分裂时期的延长

3．2．7 石棉致癌的过程中伴随着双核细胞中间体的产生

第4章 工作总结

参考文献

附录

致谢

在读期间发表的学术论文与参加的学术会议