收藏本站
《第三军医大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

胶质瘤干细胞CXCR4活化后细胞信号通路检测及生物学效应初步研究

姜建勇  
【摘要】: 肿瘤的干细胞起源学说最早可追溯到150多年前,但长久以来,由于实验技术缺陷,这一领域的研究未取得实质性进展。近10年来,干细胞研究的飞速发展和实验条件的成熟使得这一学说再次成为关注的焦点。目前,人们已从人急性髓系白血病、乳腺癌、脑肿瘤、前列腺癌等多种肿瘤中分离、鉴定出肿瘤干细胞(cancer stem cells, CSCs),并发现它们可能是肿瘤发生、演进、转移和复发的根源(1-4)。 最近,研究发现胶质瘤干细胞(glioma stem cells, GSCs)比其相应的分化型胶质瘤细胞高分泌血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF),且具有更强的诱导内皮细胞增殖、迁移及小管形成能力,缺氧可进一步上调GSCs VEGF分泌量(5)。我们的研究也发现GSCs高分泌VEGF和IL-8 (interleukin-8) (6),提示GSCs具有更强的促血管生成能力。此外,GSCs的运动、侵袭能力也强于分化瘤细胞。Yuan等在GSCs颅内移植瘤的边缘区及肿瘤与宿主脑组织的交界区内检测到大量GSCs(CD133+和nestin+细胞) (7),同时Lee等也在肿瘤周围的正常脑组织中观察到大量nestin+/Sox2+细胞浸润(8),提示GSCs比其相应的分化型胶质瘤细胞具有更强的侵袭能力。上述研究表明GSCs可能在胶质瘤血管生成和侵袭中发挥更加关键的作用。 新近,我们发现GSCs高表达功能性趋化因子受体CXCR4。因CXCR4在调控正常细胞和肿瘤细胞的增殖、生存、凋亡、迁移、侵袭、促血管生成中发挥重要作用,我们推测,CXCR4可能在胶质瘤促血管生成和侵袭中也发挥了重要作用。 CXCR4属于7次跨膜的G蛋白偶联受体家族成员,可被其配体CXCL12激活,进而使磷脂酰肌醇-3激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase , PI3K)-Akt通路、Ras-Raf-MEK-ERK通路、PLCγ-DAG-PKC通路和PLCγ-IP3-Ca2+通路活化。既往的研究发现PI3K/Akt通路和Ras-Raf-MEK-ERK通路在正常和肿瘤的血管生成中尤其是促VEGF的分泌、迁移与侵袭中起着关键作用。CXCL12/CXCR4轴在不同细胞激活后通过其下游不同的信号通路参与细胞的生物学功能,是细胞依赖性的。在人乳腺癌细胞中CXCL12/CXCR4轴活化后通过激活其下游的PI3K/Akt通路促进VEGF分泌参与肿瘤的血管生成(9)。而在不同的前列腺癌细胞系CXCL12/CXCR4轴激活后分别通过其下游PI3K/Akt通路和MAPK/ERK通路促进分泌不同的血管生成因子(10)。与此同时,在不同的细胞PI3K/Akt通路和MAPK/ERK通路激活有的是通过其中的一条通路促进细胞的迁移侵袭(11-14),有的则是两条通路共同参与该过程(15)。因此,研究何种通路在CXCR4介导的GSCs促侵袭和血管生成作用发挥效应至关重要。 本研究中,我们利用本课题组前期已建立的条件培养基筛选法(16),从U87细胞系中获得胶质瘤细胞球,并运用免疫荧光染色检测其神经干细胞标记物CD133和nestin的表达。利用Western-Blot技术检测了CXCR4活化后,GSCs中PI3K/Akt和MAPK/ERK通路的激活情况;运用ELISA法检测不同处理条件下GSCs培养上清中VEGF的分泌量;利用Transwell小室检测了不同处理条件下GSCs迁移和侵袭能力。 主要结果和结论如下: 1. CXCL12刺激GSCs可引起PI3K/Akt通路和MAPK/ERK通路活化。免疫荧光染色显示,运用条件培养基筛选的胶质瘤细胞球表达神经干细胞标记物CD133和nestin。采用100 ng/ml CXCL12刺激后5 min可以检测p-Akt和p-ERK1/2增加,在30 min时达到最高点。CXCR4特异性抑制剂AMD3100可抑制CXCL12对p-Akt和p-ERK1/2的诱导作用,此效应呈浓度依赖性。CXCL12和AMD3100处理均不影响总Akt和ERK1/2水平。上述研究结果表明CXCL12与CXCR4结合可激活其下游的PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路。 2. CXCL12/CXCR4轴激活下游PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路之间之间无交互作用。PI3K特异性抑制剂LY294002预处理GSCs可有效阻断PI3K/Akt信号通路的激活而不影响p-ERK1/2水平;而MEK特异性的抑制剂PD98059预处理GSCs可以有效阻断MAPK/ERK信号通路而对p-Akt水平无明显影响。上述研究表明CXCR4激活下游的PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路之间之间无交互作用。 3. CXCR4活化通过激活PI3K/Akt信号通路而促进GSCs迁移与侵袭。我们分别运用Transwell小室和包被Matrigel的Transwell小室检测CXCL12/CXCR4轴激活对GSCs迁移与侵袭,结果显示CXCL12以浓度依赖的方式诱导GSCs的迁移,其中在100 ng/ml CXCL12 GSCs迁移能力最强。AMD3100处理组、LY294002处理组明显抑制CXCL12刺激GSCs的迁移与侵袭,而PD98059处理组不抑制该效应,表明CXCL12/CXCR4轴激活其下游PI3K/Akt信号通路参与促进GSCs的迁移与侵袭。 4. CXCR4活化通过激活PI3K/Akt信号通路而促进GSCs分泌VEGF。ELISA结果显示,CXCL12能够诱导GSCs分泌VEGF,AMD3100处理组、LY294002处理组明显抑制CXCL12刺激GSCs分泌VEGF,而PD98059处理组无显著抑制该效应,表明CXCL12/CXCR4轴通过激活其下游PI3K/Akt信号通路而促进GSCs分泌VEGF。 综上所述,胶质瘤干细胞CXCL12/CXCR4轴激活其下游PI3K/Akt信号通路和MAPK/ERK信号通路,且二者之间之间无交互作用。CXCL12/CXCR4轴激活促进GSCs分泌VEGF、迁移、侵袭,其下游PI3K/Akt信号通路发挥重要作用。
【学位授予单位】:第三军医大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:R739.4

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵林涛;陈俊颖;赵海兴;王双运;郑沅;;多种胶质瘤细胞系中获取胶质瘤干细胞方法的研究[J];现代生物医学进展;2011年11期
2 张雁;;肿瘤干细胞及其治疗对策[J];实用医学杂志;2011年14期
3 刘志刚;夏云飞;;胶质瘤干细胞对放射线一定抗拒吗?[J];中国神经肿瘤杂志;2011年02期
4 卫旭东;何健;;端粒和端粒酶与肿瘤干细胞的研究现状[J];中华肿瘤防治杂志;2011年09期
5 张一川;何乐业;;前列腺肿瘤干细胞研究进展[J];中国男科学杂志;2010年11期
6 张杨;王学清;王坚成;张烜;张强;;盐霉素和盐霉素钠对人乳腺癌干细胞和乳腺癌细胞体外细胞毒作用的比较(英文)[J];Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences;2011年04期
7 严海;张宇;于洪泉;齐玲;金宏;姜亚磊;胡晓勇;;肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体对胶质瘤细胞的诱导凋亡作用[J];中国实验诊断学;2011年08期
8 王冠;郭佳奎;;胶质瘤抗血管生成治疗现状[J];天津医科大学学报;2011年02期
9 田薇;施公胜;黄华;王东林;;胶质瘤中CDK4和RASSF1A表达的相关性及意义[J];江苏医药;2011年12期
10 束敏峰;;神经胶质瘤诱导分化的实验研究进展[J];中山大学研究生学刊(自然科学.医学版);2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 叶显宗;卞修武;辛艳泓;余时沧;平轶芳;王斌;肖华亮;;小鼠胶质瘤细胞系GL261中肿瘤干细胞的分离和鉴定[A];中华医学会病理学分会2010年学术年会日程及论文汇编[C];2010年
2 李海英;贺晓;陶虹;郭克;冯丹妮;白洁;扈启宽;;甲基化抑制剂对肿瘤干细胞自我复制和致瘤性的影响[A];第八届海峡两岸心血管科学研讨会论文集[C];2011年
3 潘冬生;;多基因修饰胶质瘤细胞疫苗的抗肿瘤免疫反应[A];中国医师协会神经外科医师分会第六届全国代表大会论文汇编[C];2011年
4 金润铭;;肿瘤干细胞及其生物学特点[A];基因开启未来:新时代的遗传学与科技进步——湖北省遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2009年
5 魏湲颜;江建海;;N-糖链在肿瘤干细胞中的功能和调控[A];“细胞活动 生命活力”——中国细胞生物学学会全体会员代表大会暨第十二次学术大会论文摘要集[C];2011年
6 张宏权;;肿瘤干细胞与肿瘤的侵袭与转移[A];第九届全国肿瘤转移学术大会暨2011年黑龙江省医学会肿瘤学年会报告集[C];2011年
7 曲学彬;李晶;赵春华;;慢性粒细胞白血病肿瘤干细胞的免疫调节功能[A];第13届全国实验血液学会议论文摘要[C];2011年
8 全军民;汪静;卢菲;任骐;叶涛;张慧;;肿瘤干细胞特异性靶标的发现及小分子抑制剂的研究[A];中国化学会第28届学术年会第3分会场摘要集[C];2012年
9 徐庆生;张小兵;周永庆;;胶质瘤干细胞及其放疗敏感性[A];2011年浙江省神经外科学学术年会论文汇编[C];2011年
10 姚晨;;肝癌与肝肿瘤干细胞的研究进展(综述)[A];天津市生物医学工程学会第29届学术年会暨首届生物医学工程前沿科学研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 杨帆 实习生 杨周;“肿瘤干细胞研究”在渝实施[N];重庆日报;2009年
2 记者 匡远深;让胶质瘤干细胞不再“繁殖”[N];健康报;2011年
3 何雷;“973”计划肿瘤干细胞项目启动[N];健康报;2009年
4 记者 衣晓峰 靳万庆;三氧化二砷可击杀肿瘤干细胞[N];中国中医药报;2010年
5 衣晓峰 蓝建中;三氧化二砷可击杀肿瘤干细胞[N];医药经济报;2010年
6 衣晓峰;三氧化二砷可杀伤肿瘤干细胞[N];中国医药报;2010年
7 衣晓峰 冯宇曦;中药三氧化二砷有望成为治疗胶质瘤新药[N];中国医药报;2011年
8 吕斌;湖南湘雅医院发现肿瘤干细胞[N];医药导报(中药报);2004年
9 香港麦迪信医学出版有限公司供稿;肿瘤干细胞将成治癌新靶点[N];医药经济报;2003年
10 上海交通大学附属仁济医院副院长 陈芳源;克制肿瘤干细胞 血液肿瘤治疗新机制[N];健康报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张所军;神经干细胞向胶质瘤干细胞迁移及对其生长特性的影响[D];华中科技大学;2011年
2 栾世海;MiRNA-126和miRNA-34a在胶质瘤细胞中功能的实验研究[D];复旦大学;2010年
3 肖华亮;缺氧对恶性胶质瘤细胞“干性”的影响及其机制的研究[D];第三军医大学;2011年
4 孔令非;PRL-3及MMPs在胶质瘤中检测及意义的研究[D];第四军医大学;2009年
5 张旭;EGFRRvⅢ在恶性多形性胶质瘤中的表达及其功能[D];中国医科大学;2010年
6 赵世斗;OCT4假基因在胶质瘤和乳腺癌中的表达及其意义的研究[D];山东大学;2011年
7 李丹;胶质瘤不同病理级别差异miRNA/mRNA动态表达谱构建及其对接研究[D];中南大学;2010年
8 李学元;mTOR信号通路和GOLPH3在人脑胶质瘤中的表达和临床意义[D];山东大学;2011年
9 苏静;抑制细胞内氯通道对胶质瘤肿瘤生物学特性影响的研究[D];吉林大学;2010年
10 陶帮宝;Stathmin在胶质细胞瘤表达及其化疗药物敏感性研究[D];第二军医大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许森林;高侵袭性肿瘤细胞的干性特征及临床意义研究[D];第三军医大学;2011年
2 陈宝敏;胶质瘤干细胞生物学特性比较及放射耐受机制的初步研究[D];苏州大学;2010年
3 张仁生;Sox-2、TBX2在人脑胶质瘤的表达及临床意义[D];吉林大学;2011年
4 李冬雪;胶质瘤中NANOG基因的表达及其意义[D];安徽医科大学;2011年
5 肖宗宇;人胶质瘤细胞株U-251体外诱导肿瘤干细胞及其基因表达差异分析研究[D];昆明医学院;2008年
6 吕继博;端粒酶抑制剂AZT对C6胶质瘤干细胞作用的体外实验研究[D];昆明医学院;2010年
7 张荣生;CD133作为肝细胞性肝癌肿瘤干细胞表面标记的初步研究[D];南京医科大学;2009年
8 孟葳;3.0TMRI弥散张量成像在脑肿瘤诊断及胶质瘤分级诊断的价值研究[D];广西医科大学;2010年
9 保秋萍;多发性骨髓瘤U266细胞株中肿瘤干细胞的分离及生物学特性的初步研究[D];昆明医学院;2011年
10 杨生军;~(11)C-蛋氨酸PET/CT及整合素β1表达与胶质瘤生物学行为的相关性研究[D];昆明医学院;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026