论文部分内容阅读
目的:血管新生是肿瘤生长和转移的必要条件,传统血管新生体外模型在模拟体内肿瘤诱导血管新生过程中存在明显不足,本研究拟以微流控芯片技术为主要手段,构建肿瘤诱导血管新生体外研究模型,并在此模型上对涎腺腺样囊性癌(Salivary Gland Adenoid Cystic Carcinoma,ACC)和头颈部鳞状细胞癌(Head andNeck Squamous Cell Carcinoma,HNSCC)诱导的血管新生进行研究。材料和方法:本实验采用软光刻技术制备微流控芯片模版,采用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)做为芯片材料灌制基片,用等离子处理PDMS基片和载玻片,实现基片与载玻片的不可逆封接。本实验采用的细胞株有脐静脉血管内皮细胞(Human umbilical vein endothelial cell, HUVEC),ACC高转移细胞株ACC-M,舌鳞状细胞癌细胞株SCC-6,原代正常成纤维细胞(Normal Fibroblasts,NF)。采用基底膜样物质(Basement Membrane Extract, BME)作为细胞外基质(Extracellular matrix, ECM)的替代物。在芯片模型上进行ACC-M和SCC-6与HUVEC的非接触式共培养,以内皮细胞分化、迁移和管腔形成为指标考察ACC-M和SCC-6诱导的血管新生过程。结果:本研究构建的芯片模型包括两条平行的内皮细胞培养通道,位于两侧,上端与内皮细胞进样口相通,下端与储液池相通;六个相互独立的血管新生单元位于两条内皮细胞培养通道之间,每个单元包括一个位于中央的直径为2mm的细胞培养池和分列其两侧的两条血管新生通道。血管新生通道与两侧的内皮细胞培养通道相联通,其高度低于内皮细胞培养通道,该高度差具有阀的功能,防止进样时液态基质从血管新生通道流入内皮细胞培养通道中。我们在血管新生通道内加入BME,为新生血管提供基质支撑,在内皮细胞培养通道表面接种HUVEC,模拟已存在的微血管,在细胞培养池内接种ACC-M或SCC-6,模拟肿瘤原发灶,进行ACC-M或SCC-6与HUVEC的非接触式共培养,考察肿瘤诱导的血管新生,以NF为正常对照。研究结果表明,NF、ACC-M和SCC-6均能诱导HUVEC产生具有长丝足的端细胞,位于迁移前沿,部分端细胞与位于其后方的内皮细胞相连,成为稳定端细胞,部分端细胞与后方内皮细胞脱离,成为游离的不稳定端细胞,稳定端细胞的数量在三组间无显著差异,不稳定端细胞数量在ACC-M和SCC-6组显著增高,SCC-6组诱导产生的稳定端细胞具有明确的迁移方向。分析HUVEC迁移距离和面积,肿瘤组(ACC-M和SCC-6)的迁移距离和面积显著大于NF组,SCC-6组又显著高于ACC-M组。分析管腔形成,结果发现诱导48h后,肿瘤组诱导HUVEC形成明显的管腔结构, ACC-M组的管腔结构较粗短,SCC-6组的管腔结构较细长, NF组未见明显的管腔结构形成。结论:本研究以微流控芯片为平台,构建了肿瘤诱导血管新生体外模型,该模型实现了在一个平台上同时考察内皮细胞分化、迁移、管腔形成等一系列生物学过程。该模型具有操作简单和高通量的特点。以芯片模型为主要手段,我们研究了ACC-M和SCC-6诱导的血管新生过程,发现两种肿瘤细胞均具有较强的诱导血管新生能力,并且SCC-6比ACC-M诱导能力更强。肿瘤细胞诱导的血管新生过程可以产生不稳定端细胞,这可能与肿瘤血管异常有关。