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背景及目的:胃癌是我国最常见的消化道肿瘤之一,在不少地区的恶性肿瘤死亡率统计中,胃癌高居前两位。目前手术治疗仍是胃癌治疗的主要方式,在我国,约90%的病例确诊时已为进展期,即使手术切除后,约50%的患者仍会因肿瘤的复发转移导致死亡,腹腔转移是胃癌主要的转移方式和死亡原因。近年来肿瘤干细胞(cancer stem cells, CSCs)假说的提出及相关研究进展为我们认识及攻克肿瘤提供了新的思路。CSCs被认为是肿瘤中一小部分具有自我更新及多向分化潜能的肿瘤细胞,在肿瘤的发生、发展、复发及转移中起关键的作用。目前分离或富集肿瘤干细胞的方法主要有以下几种:(1)以具有干性标志的细胞表面分子为标志用流式或磁珠分离;(2)利用肿瘤干细胞能够持续形成克隆形成球的特性分离;(3)利用肿瘤干细胞的生物学特性,如可排出核染料Hoechst33342而观察到的侧群细胞,即SP细胞。胃癌干细胞也在多项研究中得到证实,但相对于其它肿瘤类型而言,由于缺乏公认的富集、分离方法,目前对其了解仍比较局限。因此本课题拟对目前胃癌干细胞的候选标志CD44及CD133在组织中的表达进行检测,并进一步利用上述标志进行干细胞分选、鉴定。众所周知,胃癌患者术后尽管给予及时化疗,仍然有部分患者会死于肿瘤复发或腹腔转移,因此为了了解化疗药物对胃癌干细胞相关特性的影响,在本实验中我们还观察并比较了5-FU及VCR短期用药前后胃癌细胞SGC7901干性特征的变化。方法:(1)观察胃癌患者手术切除原发灶及转移淋巴结中CD44、CD133表达特点,并检测两分子分别与干细胞相关分子Sox-2及E-钙粘蛋白(CD324)的表达情况。(2)流式分选CD44hi及CD133+SGC7901,观察两群细胞在克隆形成能力、成球能力及小鼠体内成瘤能力的差异,了解两分子作为胃癌干细胞表面标志的情况。(3)不同浓度化疗药物5-FU及VCR分别作用胃癌细胞SGC7901,通过流式细胞术及免疫荧光染色观察其干细胞候选表面标志CD44、CD133的表达变化,并用荧光定量PCR的方法检测药物作用后细胞干细胞及EMT相关基因表达情况,同时检测细胞在克隆形成能力、成球能力及免疫缺陷小鼠NOD/SCID小鼠体内的成瘤能力中的变化。结果:(1)在胃癌原发灶及转移淋巴结中,免疫荧光染色、激光共聚焦显微镜观察发现CD44分子在组织中广泛表达,CD133仅在少量胃癌细胞中表达,两分子的表达区域并不完全一致,但存在共聚现象。CD44及CD133与干性分子Sox-2存在共表达情况,但CD44与E-钙粘蛋白在组织中基本不共聚。(2)单独培养的SGC7901细胞在对数生长期时,CD44表达阳性细胞比例高达90%以上,而CD133阳性细胞比例仅1%左右。经流式细胞仪分选出CD44表达量最高的10%细胞(记为CD44hi)及CD133+细胞,检测两群细胞克隆形成、成球、成瘤能力均高于未分选的SGC7901细胞。(3)不同浓度5-FU及VCR作用后,细胞体积增大,流式细胞术、免疫荧光染色及定量PCR检测观察到CD44在5-FU及VCR处理后的细胞中明显增加。此外细胞经VCR作用后形态呈现EMT改变,定量PCR检测发现细胞中E-钙粘蛋白表达明显下调,波形蛋白显著上调,呈现EMT的表达特点。但在两药物处理的细胞中干细胞相关基因Oct-4、Sox-2表达变化不大。VCR处理后,细胞成球能力增加,但两种药物处理后细胞的克隆形成能力及成瘤能力并未观察到明显增加。结论:(1)胃癌原发灶及转移淋巴结中CD44、CD133与干性因子Sox-2分别存在共表达,提示胃癌组织中存在胃癌干细胞;胃癌原发灶及转移淋巴结中CD44与CD324基本不共聚,提示胃癌干细胞可能具有EMT表型。(2) SGC7901细胞中存在CD44+及CD133+细胞亚群,且CD44hi及CD133+细胞亚群的体内体外试验说明其具有干性特征。(3)化疗药物短期处理对SGC7901细胞的部分干性特性有影响:肿瘤干细胞表面标志部分上调,但其余干性特征未观察到明显增强,可能是由于化疗药物短期作用后肿瘤细胞包括干细胞尚处于被抑制状态。VCR处理后细胞早期即可发生EMT改变。