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目的:建立并评估MNNG/HOS人骨肉瘤细胞系在BALB/c裸鼠臀部背侧成瘤的动物模型,了解MNNG/HOS人骨肉瘤成瘤过程中对宿主血糖的影响及其影像学表现,揭示糖代谢相关的PI3K/AKT通路在这一过程中的基因和蛋白表达的差异,探讨这一细胞信号通路在成瘤过程中发挥的作用和受到的影响,从影像学、血清学、组织细胞学及分子生物学的角度阐述骨肉瘤生长与糖代谢相关的关系,为研究观察骨肉瘤病情发展的血清学指标提供基础支持。方法:选取90只4周龄雄性BALB/c裸鼠以1周、2周、3周、4周不同时间点分4个实验组每组10只及对应4个空白组每组10只,另有10只测定起始体重和血糖等,作为0w空白对照。将体外培养的MNNG/HOS人骨肉瘤细胞接种到SPF级环境饲养的裸鼠体内,分别到1周、2周、3周、4周取材,实验组每组随机抽取在一个时间点2只活鼠(4侧肿瘤)总共有8只裸鼠(16例肿瘤)进行影像学分析。测量每组裸鼠体重、实验组肿瘤重量、MRI检测实验组肿瘤体积。将植入MNNG/HOS人骨肉瘤细胞的BALB/c裸鼠,分别于0、1、2、3、4周检测宿主BALB/c裸鼠血清apelin、血糖、ALP、LDH,分别使用ELISA、微量酶法进行检测,分析不同时间点肿瘤进展过程中这些血清学指标的变化关系。验证PI3K/AKT通路激动是否对成骨细胞提高生存和代谢能力有影响。啮齿类SD大鼠乳鼠成骨细胞培养至第三代后,分入6个实验组,分别是空白对照、500 ug/ml克林霉素磷酸酯,13nmol/mL IGF-1,20%FBS,13nmol/mL IGF-1+500 ug/ml克林霉素磷酸酯,以及20%FBS+500 ug/ml克林霉素磷酸酯,取三个时间点3天、5天和7天。细胞增殖和凋亡通过光学显微镜、HE染色来观察,荧光染色观察细胞活性,免疫组织化学检测细胞中ALP、BMP-2、OCN蛋白质的水平。IGF-1,IGF-1R,IRS1,COL I,BMP2,RRAS2,BGLAP,IBSP和PI3K/AKT通路相关的mRNA使用RT-PCR检测。Western blotting检测PI3K通路上关键的几个亚基的蛋白p-110(Pik3ca),p-85(Pik3r1),AKT及作为参照的GAPDH。MNNG/HOS人骨肉瘤细胞系分别与人hFOB成骨细胞系和BALB/c裸鼠成骨细胞的细胞培养与共培养,Western-blot,RT-PCR等测定PI3K/AKT细胞信号转导通路上与糖代谢相关的mRNA和蛋白质表达的分析,从分子、组织细胞、生物体水平上,探讨MNNG/HOS人骨肉瘤细胞成瘤过程中,宿主裸鼠糖代谢变化及Apelin-13在这一过程中的变化和影响。结果:所有实验组裸鼠接种区均成瘤。90只裸鼠中12只因不同原因退出实验,但减少的裸鼠均予以补做,以保证每组数据的统计学意义。实验组裸鼠体重与空白对照组相比,1周肿瘤组大于对照组(p<0.05)、2周无差异(p>0.05)、3周小于空白对照组(p<0.05)、4周小于空白对照组(p<0.01)。实验组肿瘤重量随时间改变的趋势与MRI计算的肿瘤体积变化的趋势呈正相关,与血糖水平、宿主体重呈负相关。MNNG/HOS人骨肉瘤宿主BALB/c裸鼠血清apelin水平在早期阶段上升不明显,在骨肉瘤生长的后期明显增高;血清ALP水平成在骨肉瘤形成早期有增高表现,在3周后则表现为降低;血清LDH水平表现与血清ALP相似,在肿瘤发展的前2周表现增高,3周以后则表现为降低,但趋势变化不如ALP明显;血清葡萄糖水平随时间增加而逐渐降低的表现。细胞形态上,在同一时间点上,被激活PI3K/AKT通路的成骨细胞的数量要多于空白对照组和所有含有克林霉素磷酸酯的组,同时细胞的形态也更好。IGF-1、Pi3kca、Pi3kr1、Akt、Irs1、Bmp2、Rras2、的基因水平在PI3K/AKT通路单纯激活的组表达量情况及通路关键调控蛋白磷酸化的情况显示,激动此通路有利于加强成骨细胞的生存能力和增强代谢,同时加入激动剂和抑制剂的组也较只含有抑制剂的组在细胞形态、活力、基因和蛋白表达方面提示有着更好的细胞存活情况。结论:MNNG/HOS人骨肉瘤细胞系在BALB/c裸鼠宿主皮下成瘤的动物模型稳定可靠,适合用于骨肉瘤生长中能量代谢相关的研究。影像学评估的肿瘤体积、血糖变化与直接称量得到的肿瘤重量随时间变化的趋势分别呈正相关和负相关,可以作为评估肿瘤进展的有效方法。MNNG/HOS人骨肉瘤宿主BALB/c裸鼠血清Apelin血清学检查可以与ALP、LDH、微量血糖等血清学指标联合作为观察骨肉瘤生长的指标。Apelin-13通过激活PI3K/AKT细胞信号通路可以改善细胞对葡萄糖的摄入,提高细胞生存率和生存质量。血清Apelin-13和血糖联合作为判断骨肉瘤生长的血清学标志有潜在的临床应用价值。