中国 织工程研究与临床康复 74 箬32够2010—08—06出版 JoumalofClinicalRehabilitative TissueEngmeeringResearch August 6’2010 VoL14,No.32 肺癌细胞系中肿瘤干细胞的分离鉴定与功能分析冰☆ 灵婕,刘晶,王秀冬,朱凌云,吴祖泽,于爱平 Isolation and identification of cancer stem cells in lung cancer cell lines as well as function analysis Wu Jie,Liu Jing,Wang Xiu-dong,Zhu Ling—yun,Wu Zu—ze,Yu Ai—ping Abstract Beijing Institute of Radiation Medicine. Academy of MedicaI Science of C:hinese PLA Beijing 1 00850.China wu Jie | Studying for doctorate.Beijing Institute of Radiation Medicine.Academy 0f MedicaI Science of Chinese PLA.Beijing 100850.China greenforestwj@sina. com COrresDOndence to: Wu Zu-ze,Beijing lnstitute of Radiation Medicine,Academy of MedicaI Science of Chinese PLA Beijing 1 00850.China wuct国nic bmi ac cn Correspondence to: YuAi—ping. Beijing Institute of Radiation Medicine. Academy of MedicaI Science of Chinese PLA.Beijing 100850,China sxyap7020@yahoo C0m cn Supported by:the NationaI NaturaI Science Foundation of China No 30770833; Received:20104)3-17 Accepted:2010-04-21
5988 BACKGR0UND:It is difficult to maintain the“stem cell”characteristics of cancer stem cells in vitro during proliferation and culture.To obtain cancer stem cells frOm cancer cell lines that can be kept for a long time is a reliable means. 0BJECTlVE:To investigate whether cancer stem cells exist or not in lung cancer celI strains with similar genetic background and di仟erent metastasis potential and function thereof. METHoDS:The adhesion assays on rat collagen or fibronectin were used to assess the metastasis potentiaI of PLA一801 D and PLA一801 C.The existence of cancer stem cells in the two celI strains was demonstrated with the dIfferentiation potency of their single celI colons and subclones.The biomechanicaI remodeling potential of the two celI strains was evaluated with collagen gel contraction assays. RESULITS AND CONCLUSIoN:Compared with PLA-801C cells,PLA一801D cells showed significantly stronger adhesion on both rat collagen and fibronectin(P<0.01).PLA-801 D cells could form f0ur kinds of single celI clones,and one of them could diferentiate jnto the same four clones jn subdones.However.only three kinds of clones were found jn PLA801 C cells.and none of them could diferentiate into the initiaI three clones In their subclones.PLA 801 D cells showed better collagen geI contraction than PLA-801 C cells fP<0.o5).These results indicate that a grouplet of cells in PLA_801 D cells show self-renewaI and multi—directional differentiation characteristic of cancer stem cells.Moreover。PLA-801 D cells display good biomechanicaI remodeling Potentia1.indicating its good remodeling capacity for extracellular matrix. Wu J,Liu J,Wang XD.Zhu LY,Wu ZZ,Yu AP.Isolation and identification of cancer stem cells in lung cancer cell lines and function analysis.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu.201 0;14(32):5988—5991. 【http://www.crter.ca http://en.zglckf.com】 摘要 背景:肿瘤干细胞在体 ̄E'tJ 增和培养过程中如何保持其干细胞的特性成为肿瘤干细胞研究的重要障碍,从可长期稳定保存 的细胞系中分离获得肿瘤干细胞可能成为肿瘤干细胞研究的可靠途径。 目的:探讨遗传背景相似、转移特性不同的肺癌细胞中肿瘤干细胞的存在与否及其功能。 方法:观察PLA-801D和PLA-801C细胞对鼠尾胶原和纤连蛋白的黏附作用,以考察两株细胞的转移潜能;观察PLA.801D 和PLA-801C细胞形成单细胞克隆的种类及每种细胞克隆的亚克隆种类和性能,判断两株细胞中是否存在肿瘤于细胞; 采用胶原收缩实验考察两株细胞的生物力学重塑能力,即对细胞外基质的重塑能力。 结果与结论:PLA一801D细胞对鼠尾胶原和纤连蛋白的黏附作用均明显强于PLA-801C细胞(尸<0.01 o PLA-801D可产 生4种单细胞克隆,其中1种在传单细胞亚克隆后仍可形成如上4种克隆,而PLA一801C细胞中未发现有完全分化能力 的细胞克隆。PLA一801D细胞的生物力学重塑能力Ij王明显高于PLA.801C细胞(P‘0.05)。结果证实具有高转移潜能的 PLA.801D细胞中含有一小群具有自我更新和分化能力的肿瘤干细胞,且该细胞株的生物力学熏塑性较好,提示该细胞株 对细胞外基质的重塑性能较强。 关键词:肿瘤干细胞;肿瘤细胞系:单细胞克隆;转移潜能:生物力学重塑 doi:10.3969/j.issn.1673.8225.2010.32.O21 吴婕,刘晶,王秀冬,朱凌云,吴祖泽,于爱平 市癌细胞系中肿增干细胞的分离鉴定与功能分折[J】.中国组织工程研究 j 临床康复,2010,14(32):5988・5991. 【http://www.crter.org http://cn.zglckf.com】 0 引言 研究表明,大部分的肿瘤细胞群存在异 质性,主要表现在其扩增能力、抵抗凋亡能 力、以及在异种移植后重新形成肿瘤的能力 等方面。许多证据表明在肿瘤组织中有一小 群细胞拥有多向分化和自我更新能力,该类 细胞被称为肿瘤干细胞【1J。首次报道的肿瘤干 细胞是在血液肿瘤中发现6勺I 。后来陆续在许 多实体瘤中也发现了肿瘤干细胞的存在 J。随 后的研究发现,原被认为具有遗传和表观均一 性的肿瘤细胞系也存在着细胞异质性,许多肿 瘤细胞系中也发现了肿瘤干细胞I 引,这群干细 胞在培养基中保存若干年仍可持续稳定地存 在 。训。目前许多研究认为肿瘤干细胞的存在是 肿瘤化疗、放疗后复发的主要原因,l!=l足肿瘤 转移的主要始作俑者,尽管其具体机制并未被 完全阐明,但许多研究人员仍然认为肿瘤的成 功治疗将依赖于肿瘤干细胞的清除【]。。 J。但日 |SSN 1673.8225 CN 21.1539,R
coDEN:ZLKHAH 是婕.等 秭癌缎魄系中罨孛瘸子镪匏的分离鉴定与功能分辑 @ ~一 rg 前限制肿瘤干细胞研究的一个不可忽视的技术 问题是从临床肿瘤组织获得的肿瘤干细胞的体 外培养问题,即如何保持其在传代过程中不分 化从而满足后续的实验研究需要。从已有的细 胞系中鉴定、分离肿瘤干细胞成为解决这一问 题的可靠途径,可以由此持续地得到肿瘤干细 胞以供研究之用。考虑肿瘤复发和转移与肿瘤 干细胞密切相关,推测在不同转移特性的细胞 系或细胞株中,肿瘤干细胞的存在或数量可能 存在差别。基于以上考虑,本实验旨在对比两 株遗传背景相似、转移特性不同的肺癌细胞株 中肿瘤干细胞的存在情况,以及相应的与肿瘤 转移和复发相关的性能研究,以期为在肿瘤细 胞系中研究肿瘤干细胞提供支持。 1材料和方法 设计:对比观察实验。 时间及地点:于2008.09/2009 04在解放 军军事医学科学院放射与辐射医学研究所实 验血液学实验室完成。 材料:肺癌细胞PLA.801D和PLA.801C 由解放军军事医学科学院基础医学研究所陆 应麟教授馈赠。两株细胞是从PLA.801细胞系 中经有限稀释法分离出来的单克隆细胞株。5 只雄性Wistar大鼠购自解放军军事医学科学院 实验动物中心,体质量220 ̄260 g。实验过程 中对动物的处置符合动物伦理学标准。 实验方法: 鼠尾胶原的制备:取Wistar大鼠尾巴于体积 分数75%乙醇浸泡30 rain,然后将尾巴剪开、 去掉皮毛,并剪成3 cm左右的小段,抽出银色 的尾键簧于平叭中,剪碎尾键。把剪碎的尾键 置于15O mL 0.1%的醋酸中,4℃振荡放置 48 h后取上清4 000 r/min离 030 min后,取上 清,即为鼠尾胶原。Lowery法测定鼠尾胶原浓 度。分装鼠尾胶原4℃保存备用。 细胞黏附试验:取纤连蛋白和自制的鼠尾胶 原分别包被96孔板,60 IJL/ ̄L,4℃包被过夜。 吸出包被液,PBS洗2次,加入3%BSA于37℃ 封闭1 h。PLA一801 D4 ̄PLA-801C细胞用胰酶消 化制成细胞悬液,加入含体积分数10%新生牛 血清的培养基调整细胞浓度为5xl08L’。。取出 96孔板,弃封闭液,PBS洗2次,各?L)JH入细胞 悬液100 pL, ̄IJ5x104/?L。37℃放置1 h,吸 出培养基,PBS洗2次,40 g/L多聚甲醛固定2 h, O。1 mol/L,pH8.5的硼酸盐缓冲液洗2次,各孔 ISSN 1 673—8225 cN 21—1 5397R coDEN:zLKHAH 加入1%亚甲基蓝室温染色10 min,硼酸盐缓 冲液洗4次,加入0.1 mol/L的盐酸37℃放置 40 min,600 nmi贝0A值。 单细胞克隆及亚克隆:用胰酶消化 PLA.801D和PLA.801C细胞,制成单细胞悬 液,约1 X10 培养基,单细胞悬液以100 pL/-fL接种于96;fL板,每种细胞共接种4块96 孔板。接种完L丰后显微镜下观察每孔接种单细 胞的成功率。接种后2周,显微镜观察单克隆 形成及其形态分类。观察结束后将每个单细胞 克隆再传细胞亚克隆。方法同前,观察每种克 隆继续形成单细胞克隆的类型和数量。 生物力学重塑:为考察PLA.801 D和 PLA-801C细胞对细胞外基质重 能力的影 响,进行胶原收缩实验[13_’ 。具体方法如下: 取细胞浓度为1×10 的细胞悬液250 pL)JI] 入 ̄J250 pL自制的鼠尾胶原中,混匀后小心地 滴加到含3 mL培养基的培养板(35 mm)中。室 温放置1 h,使胶原多聚化,然后放入细胞培养 箱,培养观察两三周,测量胶原的直径以确定 细胞的生物力学重塑能力。以ECV304细胞为 阳性对照。 设计、实施、评估者:实验由两位通讯作 者设计,第一、二、 、四作者具体实施。 2结果 2.1 PLA-801D和PLA-801C细胞的黏附能力 如图1所示,PLA一801D细胞对鼠尾胶原和纤连 蛋白的黏附能力均明显高于PLA一801C细胞 (P<0.01)。 Rat collagen gel Fibronectin 。P<0.01.vs PLA,801 D Figure 1 Adhesionproperty of PLA一801 C and PLA一801 D cells on extracellular matrix 图1 PLA一801C和PLA.801D细胞刈细胞外毓质 的黏跗 2.2 PLA.801 D和PLA.801 C单细胞克隆及亚 克隆 PLA一8O1 C单细胞恳液接种的4块96-fL 板中,共有339个孔成功接种了单细胞,克隆 形成率为81.31%,共形成3种克隆,其中I型 解放军军事医学 科学院放射与辐 射医学研究所,北 京市100850 昊婕☆,女,1977 年生,江苏省连云 港市人,汉族,解 放军军事医学科 学院在读博士,主 要从事肿瘤病理 生理学研究。 greenforestwj@ sina.∞m 通讯作者:昊祖 泽,解放军军事医 学科学院放射与 辐射医学研究所 实验血液学实验 室, 北京市 100850 wuct@nic.bmi.ac. on 通讯作者:于爱 平,军事医学科学 院放射与辐射医 学研究所实验血 液学实验室,北京 市100850 sxyap7020@ yahoo.com.cn 中留分类号:R394 2 文献标识码 B 文章编号:1673—8225 (201o)32—05988-04 收稿日期:2010-D3-仃 修回日期:2010-04-21 (20100317010/GW O1
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