Snail基因修饰对骨髓基质干细胞骨架结构稳定作用及促迁移和对无血清培养诱导细胞凋亡的保护作用研究

转录因子Snail是调控肿瘤细胞迁徙转移的重要调控分子,基于干细胞与肿瘤细胞分子机制的重叠性,提出通过借鉴肿瘤细胞迁移的相关机制以用于提高骨髓基质干细胞向缺氧受损组织迁移能力的假设和研究思路,探讨Snail基因在人骨髓基质干细胞（MSCs）中的转染和表达情况,及转染后对基质干细胞促迁移作用、骨架结构的稳定作用及对无血清培养诱导细胞凋亡的保护作用。密度梯度离心法及细胞体外培养分离纯化人骨髓MSCs,脂质体法将重组表达载体pCAGGSneo-Snail-HA转染MSCs,G418筛选稳定表达,流式细胞仪检测MSCs表面抗原,采用免疫荧光染色技术检测转染后MSCs报告基因HA及目的基因Snail表达,Transwell细胞迁移实验和Western-blot评估细胞迁移能力和检测有关细胞信号转导通路分子水平变化,荧光染色分析细胞骨架,Sub-G₁凋亡峰流式细胞仪检测细胞凋亡率并评估细胞抗凋亡能力。经流式细胞仪选择检测分离纯化扩增MSCs表面分子特点为CD34(-)/CD29(+),Snail及报告基因在转染后MSCs呈阳性表达,Snail质粒转染MSCs(MSCs-Sna)较对照空质粒转染MSCs(MSCs-neo)细胞迁移率增加(P<0.05),PI-3K信号通路特异性抑制剂Wortmannin能显著抑制此迁移率的增加,无血清培养72h后,MSCs-Sna凋亡率较MSCs-neo低(P<0.05)。经Snail基因转染,MSCs迁移能力、骨架结构的稳定性及在无血清培养环境中抗凋亡能力增加。     

Snail基因修饰对骨髓间充质干细胞CXCR4表达水平及向SDF-1趋化能力的影响

为研究Snail基因修饰对骨髓间充质干细胞(MSCs)CXCR4表达水平及向SDF-1趋化能力影响, 将重组真核表达载体(pCAGGSneo-snail-HA)及对照空质粒(pCAGGSneo)转染MSCs, 采用免疫荧光细胞化学染色、荧光标记流式细胞仪技术及RT-PCR检测细胞CXCR4表达水平; 体外跨膜趋化实验评价MSCs向SDF-1趋化能力, 观察抗CXCR4中和抗体的干预作用。MSCs-Sna的CXCR4表达水平明显高于MSCs-neo。MSCs-Sna在SDF-1诱导下细胞迁移量较MSCs-neo显著增加(P<0.05)。抗CXCR4中和抗体可显著减少SDF-1a诱导的MSCs-Sna趋化运动。研究提示通过上调Snail表达而提高MSCs向正调节表达SDF-1的受损组织迁移效率的可行性, 为优化MSCs迁移力的研究提供了实验基础。     

Runx2基因对骨髓间充质干细胞体外迁移能力的影响

目的:观察Runt相关转录因子2(Runx2)基因过表达对骨髓间充质干细胞(MSCs)体外迁移能力的影响。方法:分离培养兔MSCs,用已构建的携带Runx2基因的腺病毒载体Ad-Runx2、单纯腺病毒及AMD3100处理MSCs;应用Transwell小室检测MSCs体外迁移能力的变化,QPCR检测基质细胞衍生因子(SDF-1)和趋化因子受体(CXCR4)m RNA的表达,ELISA检测各组细胞培养液上清中SDF-1的含量,Western印迹检测CXCR4蛋白表达水平。结果:Ad-Runx2转染MSCs组细胞迁移数明显增多(P0.01),AMD3100处理MSCs后细胞迁移数明显降低(P0.01);QPCR、ELISA、Western印迹结果显示Ad-Runx2转染能促进MSCs中SDF-1及CXCR4的表达(P0.01)。结论:Runx2基因过表达能促进MSCs的体外迁移,这与其激活SDF-1/CXCR4信号轴相关。     

丙二醛对体外培养下小鼠骨髓间充质干细胞凋亡的诱导作用

为了探索丙二醛对小鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)凋亡的诱导作用及其机制,在不同浓度的丙二醛培养体系中孵育MSCs 24 h,用TUNEL法、流式细胞术检测MSC凋亡率,并用实时定量RT-PCR、Western印迹检测Bcl-2、Bax及Caspase-3基因的表达水平。结果发现,MDA能浓度依赖性地增加TUNEL阳性细胞百分率、亚G1峰细胞百分率,同时下调Bcl-2 mRNA及蛋白的表达,上调Bax mRNA和Caspase-3 mRNA及蛋白的表达.这些结果表明:在体外培养条件下,丙二醛可诱导小鼠骨髓间充质干细胞的凋亡,其作用机制与Bcl-2、Bax和Caspase-3基因表达水平的变化有关。     

骨髓基质细胞的分离、鉴定以及TH基因的转染与表达

目的是探索骨髓基质细胞的分离培养、鉴定及其接受并表达TH基因的能力。实验中通过密度梯度离心法成功地从成年SD大鼠骨髓中分离获得了骨髓基质干细胞 ,并用流式细胞仪对其进行鉴定 ,纯度可达 75 %。进一步采用复制缺陷型腺相关病毒载体介导的基因转染方法 ,将之改造成为携带lacZ与TH基因的工程细胞 ,经X gal染色和TH免疫组化检测 ,转染效率为 (74 .6± 19.4 ) %。实验结果表明骨髓基质细胞易于接受并表达外源基因 ,有望作为运载细胞应用于帕金森病的基因治疗。     

hAng-1真核表达载体的构建及其在MSCs中的表达

目的:通过基因重组技术,构建人血管生成素-1(human angiopoietin 1,hAng-1)真核表达载体体系,并将其转染至大鼠的骨髓间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells,MSCs)内进行培养,进而验证hAng-1的表达.方法:将hAng-1编码序列(互补脱氧核糖核酸)通过酶切,插入至pcDNA3.1(+)质粒的多克隆位点,构建质粒pcDNA 3.1 (+)/hAng-1真核表达质粒;重组质粒经脂质体介导转染鼠MSCs.应用逆转录聚合酶联反应(RT-PCR)、蛋白免疫印迹法(Western blot)等方法检测hAng-1的表达情况.结果:pcDNA 3.1 (+)/hAng-1真核表达质粒转染鼠MSCs后,应用流式细胞仪检测,转染效率约为15％.同时应用RT-PCR能够检测出目的基因mRNA,Western blot能够检出hAng-1的蛋白表达.结论:本实验通过基因重组技术,构建的pcDNA3.1 (+)/hAng-1真核表达载体能够在转染的鼠MSCs中表达,且表达较为持续,为hAng-1基因应用于基因治疗的研究奠定了基础.     

PTEN mRNA编辑的间充质干细胞对神经胶质瘤U251细胞杀伤作用研究

间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)具有向肿瘤组织迁移趋化的特性,所以它被认为是一种携带特殊基因进行肿瘤的靶向治疗的理想载体。与不同形式的DNA载体相比,体外合成的mRNA更容易转染并且不会引入突变。利用间接共培养方法研究PTEN(gene of phosphate and tension homology deleted on chromsome ten,PTEN)mRNA编辑的MSCs对U251-Luc细胞杀伤作用。体外转录合成PTEN mRNA,转染到MSCs,利用Western blot方法检测转染后PTEN蛋白表达情况,transwell共培养方法分析转染PTEN mRNA对MSCs肿瘤细胞迁移趋化性影响。利用活体成像仪和荧光显微镜检测在间接共培养条件下PTEN mRNA编辑的MSCs对U251-Luc细胞杀伤作用。体外成功合成PTEN mRNA,转染到U251-Luc细胞后能正确表达PTEN蛋白,并且在转染24 h表达最高。与对照组相比,转染PTEN mRNA后能一定程度提高MSCs细胞对肿瘤迁移能力(P0.05)。PTEN mRNA编辑的MSCs培养上清能显著抑制U251-Luc细胞生长(P0.05)。体外合成抑癌基因mRNA的方法为MSC介导的靶向基因治疗神经胶质瘤提供新思路。     

人源LDHA基因启动子质粒的构建及在肺癌细胞中Nrf2对其转录表达调控和功能分析

为探索核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)调节肿瘤代谢进而影响肿瘤细胞迁移的分子机制,着重研究了Nrf2对乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A,LDHA)表达的调控。首先成功构建了人源LDHA基因启动子萤火虫荧光素酶报告基因质粒LDHA-luc。将质粒LDHA-luc与Nrf2表达载体共同转染A549细胞,转染后经双荧光素酶报告基因系统检测,显示共转Nrf2质粒时LDHA-luc活性明显要比对照组高;同时,转染Nrf2质粒时LDHA的蛋白质表达水平明显高于对照组,表明在A549细胞中Nrf2促进LDHA的转录和表达。而LDHA的上调会促进酸性肿瘤微环境的形成,促进细胞迁移。因此,成功构建的人源LDHA基因启动子萤火虫荧光素酶报告基因质粒LDHA-luc及探索出的Nrf2对LDHA基因表达的调控,为进一步研究Nrf2通过LDHA影响细胞代谢进而促进细胞迁移奠定了基础。     

NDRG1基因过表达对胆囊癌GBS-SD细胞增殖及凋亡的影响

为了探讨N-myc下游调节基因1 (NDRG1)过表达对胆囊癌细胞系GBS-SD细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响及其可能的分子机制,本研究采用脂质体介导的重组真核表达质粒pEGFP-NDRG1-N3瞬时转染人胆囊癌GBS-SD细胞,Western blotting检测NDRG1蛋白的表达;MTT比色法和流式细胞术分别检测细胞增殖和细胞周期;Transwell实验检测细胞侵袭和迁移能力。GBS-SD细胞转染pEGFP-NDRG1-N3重组质粒后经表阿霉素(0.4μg/mL)诱导其凋亡,采用Hoechst 33258染色和流式细胞仪检测细胞凋亡;Western blotingt检测Bcl-2、Cleaved caspase-3和Bid蛋白的表达。MTT检测显示,NDRG1过表达组细胞在48 h和72 h的增殖速度均显著高于空载组和对照组(p0.05)。Transwell检测显示,与对照组和空载组相比,NDRG1过表达组细胞的侵袭和迁移能力明显增强。Hoechst 33258染色和流式细胞仪检测显示,经表阿霉素诱导细胞凋亡后,空载组细胞的凋亡率最高,NDRG1过表达组细胞的凋亡率低于空载组,但显著高于对照组。Western blotting检测显示,与对照组和空载组相比,NDRG1过表达组细胞中Bcl-2的表达明显上调,而Cleaved caspase-3和Bid的表达明显下调。本研究表明NDRG1基因过表达可显著促进胆囊癌细胞增殖、迁移、侵袭并抑制其凋亡,其分子机制可能是上调的NDRG1基因能有效调节与细胞凋亡相关基因的表达,从而发挥其介导作用。因此,NDRG1基因可能成为胆囊癌研究中一个新的治疗靶点。     

肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL)基因抑制小鼠子宫基质细胞的蜕膜化

为了观察肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)基因对体外培养的小鼠蜕膜基质细胞增殖及凋亡的作用,探讨TRAIL对小鼠子宫蜕膜化进程的影响,构建TRAIL过表达及干扰质粒,转染小鼠基质细胞后诱导蜕膜化发生.转染72h后,应用半定量RT-PCR和Western blotting检测蜕膜基质细胞中TRAILmRNA和蛋白质的表达情况、MTT法观察蜕膜基质细胞的生长和增殖能力、流式细胞术检测蜕膜基质细胞的细胞周期分布情况和凋亡率.经酶切和核苷酸测序证实,TRAIL基因正确克隆入真核表达载体且能够上调TRAIL的表达,干扰质粒能有效地抑制TRAIL基因的表达.TRAIL过表达和RNA干扰的结果表明:TRAIL具有将蜕膜基质细胞阻滞在G0/G1期、抑制蜕膜基质细胞增殖并促使其凋亡的功效,提示TRAIL可能参与调节胚胎植入后基质细胞的有序蜕膜化进程.     

Mesenchymal stem cells promote cell invasion and migration and autophagy‐induced epithelial‐mesenchymal transition in A549 lung adenocarcinoma cells

Mesenchymal stem cells (MSCs) are recruited into the tumour microenvironment and promote tumour growth and metastasis. Tumour microenvironment‐induced autophagy is considered to suppress primary tumour formation by impairing migration and invasion. Whether these recruited MSCs regulate tumour autophagy and whether autophagy affects tumour growth are controversial. Our data showed that MSCs promote autophagy activation, reactive oxygen species production, and epithelial‐mesenchymal transition (EMT) as well as increased migration and invasion in A549 cells. Decreased expression of E‐cadherin and increased expression of vimentin and Snail were observed in A549 cells cocultured with MSCs. Conversely, MSC coculture‐mediated autophagy positively promoted tumour EMT. Autophagy inhibition suppressed MSC coculture‐mediated EMT and reduced A549 cell migration and invasion slightly. Furthermore, the migratory and invasive abilities of A549 cells were additional increased when autophagy was further enhanced by rapamycin treatment. Taken together, this work suggests that microenvironments containing MSCs can promote autophagy activation for enhancing EMT; MSCs also increase the migratory and invasive abilities of A549 lung adenocarcinoma cells. Mesenchymal stem cell‐containing microenvironments and MSC‐induced autophagy signalling may be potential targets for blocking lung cancer cell migration and invasion.     

间充质干细胞与肿瘤形成的研究进展

间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)具有独特的免疫调节作用、自我更新和跨胚层多向分化的潜能,存在于许多组织中并活跃地向组织损伤部位迁移,参与伤口修复。在对肿瘤的信号发生反应后,MSCs不断被招募并成为肿瘤微环境的成分。肿瘤相关MSCs(Tumor-associated MSCs, TA-MSCs)在肿瘤发生、促进、进展和转移中有重要作用。本文对MSCs在调节肿瘤细胞的存活、增殖、迁移、药物抵抗中如何发挥作用,以及MSCs对肿瘤微环境免疫状态的影响作一综述。我们强调了MSCs和其他肿瘤基质细胞之间的复杂关系,特别是炎症细胞可以改变肿瘤微环境的免疫状态,以期通过对TA-MSCs进一步的研究来取得对不同肿瘤类型和肿瘤进展不同阶段中肿瘤相关MSCs功能的更好的理解,并优化MSCs来得到更有效和安全的MSCs为基础的肿瘤治疗。MSCs已被有效用于治疗慢性炎性疾病和慢性损伤,因此,其机制方面的研究还有利于在其他疾病中合理利用MSCs从而达到疾病治疗的目的。     

Chemoresistance to 5-fluorouracil induces epithelial-mesenchymal transition via up-regulation of Snail in MCF7 human breast cancer cells

5-Fluorouracil (5-FU) is commonly used to treat breast cancer; however, it becomes increasingly ineffective with tumor progression. Epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) is a process whereby cells acquire morphologic and molecular alterations facilitating tumor metastasis and progression. Emerging evidence associates chemoresistance with acquisition of EMT in cancer. However, it is not clear whether this phenomenon is involved in acquired resistance to 5-FU. Using a previously established in vitro cell model of 5-fluorouracil-resistant MCF7 cells (MCF7/5-FU), we assessed the cellular morphology, molecular changes, migration and invasion consistent with EMT. We found that silencing of Snail by stable RNA interference reversed the EMT and greatly abolished invasion behavior of MCF7/5-FU cells. We also showed that inhibition of Snail increased the sensitivity of 5-FU-resistant cells to 5-FU. Our study provided a new insight into EMT-like phenotypic changes associated with 5-FU resistance in MCF7 cells. We believed that down-regulation of Snail could be a potential novel therapeutic approach to overcoming chemoresistance and preventing metastasis during 5-FU chemotherapy.     

间充质干细胞影响肿瘤细胞增殖及其分子机理

间充质干细胞MSCs(mesenchymal stem cells)与肿瘤细胞间的相互作用是近年来肿瘤领域的研究热点之一.MSCs是一种多能干细胞,具有分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、纤维母细胞或肌肉细胞等多种间充质细胞的能力.MSCs在肿瘤细胞中表现出的归巢和转移能力为其成为潜在的抗肿瘤工具奠定了基础,MSCs转移到肿瘤细胞后参与重塑肿瘤微环境,并对其增殖、侵袭和转移等生物学行为产生重要影响.MSCs重塑肿瘤微环境后对肿瘤细胞的增殖究竟是促进还是抑制,相关文献报道有很大的争议.基于相关研究近况,主要综述骨髓间充质干细胞BMSCs(bone marrow derived mesenchymal stem cells)参与重塑肿瘤微环境对肿瘤细胞增殖的影响,并就已知的分子机理做一简要介绍.