骨髓間質(zhì)干細(xì)胞在腫瘤進展和腫瘤微環(huán)境中的作用及機制.pdf

1、目的：骨髓間質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymalstemcells，MSCs)與腫瘤細(xì)胞共同接種或不同部位接種均能促進裸鼠體內(nèi)腫瘤發(fā)生及腫瘤生長明顯加快，然而其確切機制并不清楚。本研究旨在探討MSCs在腫瘤微環(huán)境中的作用及促進腫瘤發(fā)生、發(fā)展的機制，為骨髓MSC在腫瘤生長中的作用提供證據(jù)，為基于MSC的腫瘤靶向治療提供新的靶位。
　　 方法：采用SGC-7901胃癌細(xì)胞株與入骨髓MSCs(hMSCs)培養(yǎng)上清液(hMSCs-CM)或h

2、MSCs來源的囊泡(exosomes)共培養(yǎng)48h后，取預(yù)處理的SGC-7901細(xì)胞以lxl06接種于BALB/c裸鼠皮下觀察致瘤情況。同時設(shè)立SGC-7901與hMSCs混合接種組及SGC-7901細(xì)胞單獨接種組做為對照。采用MTT法檢測hMSCs-CM體外處理SGC-7901細(xì)胞前后的增殖作用。通過vWF免疫組織化學(xué)染色及核磁共振(MR)分析腫瘤組織的血管分布。RT-PCR及ELISA檢測hMSCs-CM作用后SGC-7901細(xì)胞V

3、EGF的mRNA和蛋白水平表達，并采用雞胚絨毛膜尿囊試驗(CAM)分析血管新生能力。全基因表達譜芯片及Western-blot檢測腫瘤細(xì)胞經(jīng)MSC處理前后ERK1/2、RhoA-GTP活性檢測，分析hMSCs處理腫瘤細(xì)胞前后的基因表達譜及信號通路改變。采用“纖維蛋白原-凝血酶法”建立人胃癌組織原位移植模型，并從原位移植模型胃癌組織及臨床胃癌組織中分離出胃癌MSCs(GC-MSCs)。體外腫瘤組織或SGC-7901細(xì)胞與hMSCsTran

4、swell共培養(yǎng)，觀察hMSCs向腫瘤相關(guān)成纖維母細(xì)胞(TAFs)的轉(zhuǎn)化。
　　 結(jié)果：在不需要hMSCs長期存在或與腫瘤細(xì)胞直接接觸的情況下，僅hMSC-CM預(yù)處理腫瘤細(xì)胞即可產(chǎn)生與hMSCs共接種同樣的效果，即導(dǎo)致腫瘤體內(nèi)生長加快，而且證實這種作用主要是由MSCs分泌可溶性細(xì)胞因子所導(dǎo)致的。hMSC-CM預(yù)處理腫瘤細(xì)胞致瘤組織與未處理組相比新生血管更加豐富，VEGF及基因檢測表明hMSC-CM預(yù)處理腫瘤細(xì)胞VEGF在mRNA

5、及蛋白水平上均顯著增高，且其基因表達譜也有很大的改變。SGC-7901細(xì)胞經(jīng)hMSCs-CM處理后N-cadherin、slug,snail等基因表達明顯增強，而E-cadherin表達降低，其體內(nèi)致瘤組織α-SMA表達增高，結(jié)果表明hMSCs-CMs可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞上皮，間質(zhì)化轉(zhuǎn)變(epithelial-mesenchymaltransition，EMT)。hMSCs來源的exosomes與腫瘤細(xì)胞共接種或體外預(yù)處理均可導(dǎo)致腫瘤體內(nèi)生長

6、加快，腫瘤組織α-SMA、VEGF、CXCR4、PCNA表達及血管密度增加，但是hMSCs來源的exosomes體外對腫瘤細(xì)胞的增殖沒有明顯的促進作用，可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞ERK的短暫活化及VEGF和CXCR4基因表達增強，并對exosomes的作用濃度呈劑量依賴效應(yīng)。在20例臨床胃癌組織標(biāo)本中分離得到13例胃癌間質(zhì)干細(xì)胞(GC-MSCs)，GC-MSCs的生物學(xué)特性包括形態(tài)、表面標(biāo)志、特異基因表達及多向分化潛能均與骨髓MSCs相似。本研究還

7、成功建立了裸鼠胃癌原位移植模型，其致瘤率為100％，并從原位移植瘤中分離得到MSCs。體外腫瘤細(xì)胞或腫瘤組織作用骨髓MSCs一定時間后MSCs可向TAFs轉(zhuǎn)化，表達TAF的特異標(biāo)志如a-SMA、vimetin等，且具有體內(nèi)促進腫瘤細(xì)胞生長能力，表明MSC是腫瘤微環(huán)境的主要成分，對腫瘤的生長起重要作用。
　　 結(jié)論：骨髓MSCs分泌信號分子活化腫瘤細(xì)胞促進其VEGF自分泌增強及改變腫瘤細(xì)胞基因表達，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞EMT發(fā)生及腫瘤血管