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目的:
胶质瘤干细胞(gliomastemcells,GSC)的发现为胶质瘤化疗耐药机理提供了新的假说,即耐药的主体细胞为肿瘤干细胞,是肿瘤复发的根本原因。而按照传统观念认为,化疗耐药细胞就是肿瘤复发的根源。肿瘤耐药细胞与肿瘤干细胞之间是否存在关系,究竟存在一种什么关系。探讨出其中的关系,选择胶质瘤细胞中重要的细胞亚群,作为胶质瘤根治的靶细胞具有重要指导意义,为胶质瘤的治疗找到更好的方法。
方法:
本研究分三部分。第一部分:胶质瘤耐药细胞的培养及生物学鉴定。采用大剂量冲击法诱导构建人脑胶质瘤U251耐替莫唑胺(TMZ)细胞株(命名为U251/TMZ);采用MTT法检测亲代细胞(U251)和U251/TMZ对TMZ的敏感性;绘制细胞增殖倍增曲线,比较两种细胞生长情况;采用免疫荧光技术检测两者CD133的表达情况;Westernblotting检测两种细胞ABCG2的表达情况。第二部分:进一步分析U251/TMZ与胶质瘤干细胞的关系,U251/TMZ体外胶质瘤干细胞条件下培养;采用免疫荧光技术检测获得干细胞球CD133表达情况;以及免疫荧光技术检测U251/TMZ与U251细胞CD133、Nestin、ABCG2的表达情况;Westernblotting检测两者CD133、Nestin、ABCG2的表达情况。第三部分:为进一步探讨胶质瘤耐药的机理,分析了26例人体胶质瘤标本中具有肿瘤干细胞特性细胞的分布特征。采用免疫组织化学方法检测26例胶质瘤标本中CD133、Nestin、ABCG2阳性细胞及壁龛的表达情况。计算CD133、Nestin、ABCG2阳性细胞及壁龛数,给予分级,并分析其与病理分级的相关性。
结果:
第一部分:成功构建胶质瘤耐替莫唑胺细胞株,其耐药指数为亲代的8.1倍(t=-63.28,P=0.00);U251/TMZ增殖倍增较亲代细胞延长;U251/TMZ细胞表达CD133较亲代细胞明显增加(t=45.35,P=0.00),U251/TMZ细胞ABCG2表达较亲代细胞明显增高(t=6.19,P=0.00)。第二部分:U251/TMZ体外胶质瘤干细胞条件下培养成功获得胶质瘤干细胞球;所获得胶质瘤干细胞球在含有血清的环境中存在分化现象;免疫荧光技术检测干细胞球CD133表达呈阳性;免疫荧光技术检测U251/TMZ细胞干细胞标记物表达分别为CD133(65.3±4.16)%、Nestin(62.2±12.2)%、ABCG2(70.8±10.8)%;U251细胞表达分别为CD133(3.9±0.99)%、Nestin(12.8±3.42)%、ABCG2(24.7±6.1)%;U251/TMZ表达较U251明显增加,分别为CD133(t=45.35,P=0.00)、Nestin(t=12.31,P=0.00)、ABCG2(t=11.49,P=0.00);Westernblotting检测U251/TMZ细胞蛋白表达分别为CD133(99.82±12.37)、Nestin(79.08±9.31)、ABCG2(71.3±25.8);U251蛋白表达分别为CD133(1.48±0.53)、Nestin(0.83±0.157)、ABCG2(0.11±0.3);U251/TMZ表达较U251明显增加,分别为CD133(t=17.76,P=0.00)、Nestin(t=18.78,P=0.00)、ABCG2(t=6.19,P=0.00)。第三部分:按照WHO2007年神经系统肿瘤分类分级标准,所有标本分为低级别组(Ⅱ级12例),高级别组(Ⅲ级10例、Ⅳ级4例)。检测发现CD133、Nestin、ABCG2阳性细胞多分布于血管周围以及血管相对富集的肿瘤边缘,而在肿瘤实质内分布相对较少,三者均与病理分级之间成正相关性,CD133(r=0.295,P=0.034)、Nestin(r=0.389,P=0.004)、ABCG2(r=0.621,P=0.000)。CD133、Nestin、ABCG2壁龛也有其相似的分布特征,主要以血管丰富的部位分布,数个壁龛可以交叉存在,三者与病理分级也成正相关关系,CD133壁龛(r=0.592,P=0.000)、Nestin壁龛(r=0.519,P=0.000)、ABCG2壁龛(r=0.313,P=0.024)。
结论:
1.通过大剂量冲击法构建的U251/TMZ细胞产生一定的耐药性,具有明显的胶质瘤干细胞生物学特性。2.U251/TMZ中较多细胞即是GSC细胞。且不是所有的GSC细胞都对化疗药物不敏感,GSC细胞中也存在部分对化疗药物相对敏感的细胞。胶质瘤耐药细胞与GSC细胞之间呈交叉关系。3.胶质瘤干细胞壁龛在胶质瘤发生、发展、浸润扩散、以及耐药中起着重要作用。