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Flk-1~+间充质干细胞对肿瘤细胞增殖的抑制作用及其分子机制研究

朱雅姝  
【摘要】: 干细胞是生物体发育过程中一类具有特殊功能和属性的细胞群,具有自我更新、高度增殖和多系分化潜能,能够产生成熟分化的功能子细胞。由于具有上述特性,干细胞成为基因治疗、细胞治疗和组织工程的理想种子细胞。随着干细胞生物学的不断发展,一类从胎儿和成人组织中发现的“成体干细胞”逐渐引起临床应用的重视。间充质干细胞相比其他成体干细胞,除具有多系分化潜能之外,还具有低免疫原性和免疫调节能力等优势,使其在免疫疾病的治疗中具有更为广泛的应用前景。 近年来,间充质干细胞的免疫下调作用得到了深入研究,但同时为其临床应用引入了新的问题,即间充质干细胞的免疫下调作用是否会促进原有肿瘤细胞的增殖。这种怀疑很快得到了部分研究者的证实。但更多的研究发现,间充质干细胞对肿瘤细胞增殖存在抑制作用。 为了进一步确证研究间充质干细胞与肿瘤细胞增殖的关系及探索可能的作用机理,本文选择本实验室鉴定和分离的脂肪来源的Flk-1~+间充质干细胞(adipose-derived Flk-1~+ mesenchymal stem cells,以下简称AFMSC)作为研究材料,首先将AFMSC与多种肿瘤细胞进行了体外共培养并结合~3H-TdR检测实验发现,Flk-1~+的间充质干细胞对包括K562在内的多种肿瘤细胞具有增殖抑制作用。同时,结合Transwell半透膜实验,将AFMSC和K562在没有细胞接触的情况下进行培养后发现,AFMSC对K562增殖抑制作用仍然存在,证明AFMSC可通过分泌可溶性因子来抑制K562的增殖。当利用经典的增殖相关通路因子——TGF-β的中和抗体来处理AFMSC与K562的共培养体系后发现,没有对K562细胞的增殖产生明显影响;但是利用肿瘤细胞增殖所必须的WNT通路的抑制因子——DKK-1的中和抗体对其处理发现,K562细胞增殖比率相对未加中和抗体的对照组出现上升,说明至少AFMSC可以通过分泌DKK-1来抑制K562的增殖,而且对DKK-1的干扰实验也进一步证实了该结论。由于成熟的基质细胞不存在抑制肿瘤增殖的作用,我们推测可能是AFMSC的内在特性决定了这种作用的发挥。已有研究报道干细胞特异性表达的NANOG基因调节多数信号通路分子,其中DKK-1是NANOG的潜在靶标,我们利用染色质免疫共沉淀(ChIP)技术确定了NANOG能够在DKK-1基因启动子区结合,并利用RNA干扰技术发现NANOG对DKK-1的表达具有重要调节作用。而且NANOG的下调也显著减弱了AFMSC对肿瘤细胞增殖抑制的作用。为了排除间充质干细胞可能发挥的免疫抑制作用,我们使用Cellmax~(?)植入型半透膜微管进行裸鼠体内实验,并得到与上述体外实验一致的结果。综上所述,我们的研究发现AFMSC能够通过分泌DKK-1抑制肿瘤细胞的增殖,且这种作用是依赖于NANOG基因的表达。同时,我们的结果表明由AFMSC分泌的可溶性抗增殖因子,如DKK-1,有可能成为肿瘤治疗中的临床试剂。因此,我们的研究工作为间充质干细胞的临床应用提供了更加深入的理论背景。


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