骨髓间充质干细胞对高转移肝癌模型的干预

中国组织工程研究第17卷第49期2013–12–03出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchDecember3,2013Vol.17,No.49doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.49.006[]李天然，杜湘珂，宋斌，魏正茂，霍天龙.骨髓间充质干细胞对高转移肝癌模型的干预[J].中国组织工程研究，2013，17(49):8498-8504.P.O.Box1200,Shenyang110004李天然☆，男，1970年生，黑龙江省富锦市人，汉族，2009年解放军医学院毕业，博士，2012年北京大学医学部博士后，副主任医师，主要从事肝癌分子影像学研究。[e-mail]中图分类号:R394.2文献标识码:A文章编号:2095-4344(2013)49-08498-07修回日期：2013-09-10(201302047/D·W)LiTian-ran☆,M.D.,Associatechiefphysician,DepartmentofRadiology,FirstAffiliatedHospital,FuzhouGeneralHospitalofNanjingMilitaryRegion,Putian351100,FujianProvince,[e-mail]:2013-09-10骨髓间充质干细胞对高转移肝癌模型的干预**☆李天然1，杜湘珂2，宋斌1，魏正茂2，霍天龙2(1解放军南京军区福州总医院第一附属医院(解放军第九五医院)放射科，福建省莆田市351100；2北京大学人民医院放射科，北京市100044)文章亮点：1肝癌的转移特性是影响预后的关键因素，观察骨髓间充质干细胞对肝癌转移行为的影响情况，对于提高肝癌患者的生存期具有重要的意义。实验将骨髓间充质干细胞移植入具有高转移潜能动物模型中，观察骨髓间充质干细胞对高转移潜能肝癌组织的影响。2实验结果表明，骨髓间充质干细胞对高转移潜能肝癌动物模型干预效能随时间而变化，骨髓间充质干细胞移植后第3周对肝癌抑制效果最佳，随着时间的延长，骨髓间充质干细胞抑制效能减弱，表明骨髓间充质干细胞具有抗肿瘤的特性，但具有时间性，随着时间的延长抗肝癌的特性逐渐减弱。关键词：干细胞；骨髓干细胞；肿瘤；骨髓间充质干细胞；骨桥蛋白；骨唾液蛋白；整合素αⅤ；高转移潜能肝癌细胞；动物模型；国家自然科学基金主题词：干细胞；肿瘤；间质干细胞；骨髓；肝肿瘤；模型，动物基金资助：国家自然科学基金(81271607)*；博士后基金项目(20100470172)*摘要背景：骨髓间充质干细胞具备化学趋向性和归巢作用，对于促进患者免疫系统的重建、消除残留病灶及防止复发转移具有良好的效果。目的：观察人骨髓间充质干细胞移植入动物模型对肝癌组织的影响情况及对肝癌转移潜能影响。方法：制作高转移潜能动物模型，实验组在接种肿瘤后第7日开始尾静脉注射骨髓间充质干细胞，5×105/次，2次/周；对照组尾静脉注射骨髓间充质干细胞培养液，0.2mL/次，实验开始后每4d用测量肿瘤体积，肿瘤接种后14d(2周)，21d(3周)，28d(4周)，35d(5周)，42d(6周)处死动物，称质量，取瘤块，称瘤质量，计算肿瘤质量抑制率。PCR检测动物模型标本转移相关因子骨桥蛋白、骨唾液蛋白、整合素αⅤ基因的表达，及肿瘤标本凋亡相关因子bcl-2、bax、caspase3基因的表达。结果与结论：第3周时肿瘤的质量抑制率效果最好，随着时间的延长，肿瘤的抑制率逐渐下降。肝癌转移相关的生物学指标均呈逐渐下降趋势，代表肿瘤凋亡指标的因子呈两极分化表现，抗凋亡bcl-2因子呈逐渐下降的趋势，凋亡因子bax、caspase3呈逐渐升高的趋势。骨髓间充质干细胞对肝癌动物模型肿瘤抑制效能随时间而变化，骨髓间充质干细胞移植后第3周对肝癌抑制效果最显著，随着时间的延长，抑制效能减弱。骨髓间充质干细胞对肝癌的转移潜能具有抑制作用。Bonemarrow-derivedmesenchymalstemcellsforhigh-metastaticpotentialhepatocellularcarcinomaLiTian-ran1,DuXiang-ke2,SongBin1,WeiZheng-mao2,HuoTian-long2(1DepartmentofRadiology,FirstAffiliatedHospital,FuzhouGeneralHospitalofNanjingMilitaryRegion,Putian351100,FujianProvince,China;2DepartmentofRadiology,PekingUniversityPeople’sHospital,Beijing100044,China)AbstractBACKGROUND:Bonemarrowmesenchymalstemcellshavethechemotaxisandhomingrolethatpromotesimmunesystemreconstruction,eliminateresiduallesionsandpreventrecurrenceinpatients.OBJECTIVE:Toobservetherapeuticeffectofhumanbonemarrowmesenchymalstemcellstransplantationintohigh-metastaticpotentialhepatocellularcarcinomaanimalmodelsonmetastaticpotentialofhigh-metastaticpotentialhepatocellularcarcinoma.METHODS:Nudemousemodelsofhigh-metastaticpotentialhepatocellularcarcinomawereestablishedinvivo.Intheexperimentalgroup,5×105cellswereinjectedviathetailveinonday7aftertumorinoculation,twiceaweek.Inthecontrolgroup,cellculturemedium,0.2mLpermouse,wasinjectedbythetailvein.Afterthestartoftheexperiment,tumorvolumewasmeasuredevery4days.Aftertumorinoculationfor14days,21days,28days,35days,42days,animalmodelsweresacrificed,andthentumormassandbodymasswererecordedtocalculatetheinhibitionrate.PCRwasemployedtodetectosteopontin,bonesialoprotein,andintegrinαⅤmRNA李天然，等.骨髓间充质干细胞对高转移肝癌模型的干预ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH8499)100(C)(T)(1对照组平均留质量给药组平均瘤质量肿瘤质量抑制率-expression,aswellasbcl-2,bax,caspase3mRNAexpression.RESULTSANDCONCLUSION:Theinhibitionrateoftumormassshowedthebestresultsinweek3.Astimewenton,thetumorinhibitionratewasgraduallydecreased.Metastasis-relatedbiologicalfactorsshowedagradualdown-regulatedtrend,indicatingthepolarizationoftumorapoptoticindexes,thatis,anti-apoptoticfactor,bcl-2,showedadecreasingtrend,whileapoptoticfactors,baxandcaspase3,appearedtohaveagraduallyincreasedtrend.Thesefindingssuggestthathumanbonemarrowmesenchymalstemcellseffectstoinhibithigh-metastaticpotentialhepatocellularcarcinomaanimalmodelsappeartovarywithtime.Afterhumanbonemarrowmesenchymalstemcellstransplantationfor3weeks,theinhibitionperformanceonhigh-metastaticpotentialhepatocellularcarcinomaisthebest,andthenitweakenswithtime.Humanbonemarrowmesenchymalstemcellsarefoundtoinhibitthemetastaticpotentialofhepatocellularcarcinoma.Subjectheadings:stemcells;tumor;mesenchymalstemcells;bonemorrow;liverneoplasms;models,animalFunding:theNationalNaturalScienceFoundationofChina,No.81271607*;PostdoctoralFoundation,No.20100470172*LiTR,DuXK,SongB,WeiZM,HuoTL.Bonemarrow-derivedmesenchymalstemcellsforhigh-metastaticpotentialhepatocellularcarcinoma.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2013;17(49):8498-8504.0引言Introduction肝癌是最常见的恶性肿瘤之一，居中国癌症死亡的第2位，转移复发已成为进一步延长肝癌患者生存期、提高远期疗效的瓶颈问题，也是最终攻克肝癌的关键。手术切除目前仍是治疗的最有效手段，但术后复发转移率高居不下，即使临床上公认预后较好的小肝癌，其5年术后复发率也达到了40%-50%[1]。骨髓间充质干细胞是一种具有多向分化潜能的成体干细胞，研究发现，骨髓干细胞是肝干细胞主要的肝外来源[2-4]，所以提取患者的骨髓干细胞移植到患者的肝脏组织中，特定环境下可分化为肝组织和干细胞从而参加肝脏的修复与重建。骨髓间充质干细胞与肝脏组织中的多种细胞成分关系密切，可向肝脏内的卵圆细胞，成纤维细胞，肌成纤维细胞分化，具有修复受损肝脏组织的作用[5]。通过对接受自体骨髓干细胞移植治疗失代偿期肝硬化，证实干细胞移植是一种有效的新方法[6]。骨髓间充质干细胞具备化学趋向性和归巢作用，对于促进患者免疫系统的重建、消除残留病灶及防止复发转移具有良好的效果[7]。干细胞治疗肝癌用于临床中日益显现出无毒、有效的优势，具备化学趋向性和归巢作用，对于促进患者免疫系统的重建、消除残留病灶及防止复发转移具有良好的效果[8]。肝癌的转移特性是影响预后的关键因素，观察骨髓间充质干细胞对肝癌转移行为的影响情况，对于提高肝癌患者的生存期具有重要的意义。在小鼠实验中，干细胞移植对肝癌根治性切除术后的复发和转移显示出一定的抑制作用，并且随着人源细胞