模拟骨微环境诱导前列腺癌细胞增殖、迁移和转移的研究

发布时间：2020-03-29 08:58

【摘要】：前列腺癌常常转移到骨,导致成骨性或混合性损伤。肿瘤细胞进入骨骼后与骨髓微环境中的细胞相互作用,一方面促进肿瘤细胞在微环境的定植、增殖,另一方面造成骨质破坏。然而,对前列腺癌骨转移的分子机制了解目前还不十分清楚。我们假设骨髓微环境中的某些可溶性因子可以促进成骨或破骨细胞分化从而促进肿瘤细胞在骨髓中生长。在本研究中,我们应用成骨细胞分化培养基(ODM)模拟骨髓微环境,研究其在前列腺癌细胞发生发展和转移中的作用。成骨细胞分化培养基成分为:在α-MEM完全培养基中添加一定浓度的抗坏血酸(维生素C),以此模拟骨髓微环境培养肿瘤细胞,同时与RPMI-1640常规培养基培养作对照,观察前列腺癌细胞在模拟的骨髓微环境中的形态和功能改变。结果显示,用ODM培养前列腺癌细胞PC3时,肿瘤细胞的形态以及特征与在常规培养基培养时发生了明显的改变;进一步检测发现肿瘤细胞在ODM中发生EMT转化,细胞克隆形成能力增强,同时肿瘤细胞迁移和侵袭能力也都增强。我们将在不同环境中培养的肿瘤细胞采用小鼠心室注射模型方法接种至小鼠体内,观察不同培养环境中的肿瘤细胞在小鼠体内生长和转移能力改变,同样也证实了这些现象,即经过ODM诱导培养的肿瘤细胞,在体内实验中生长和转移都明显加快增强。为了探究这些改变可能的机制,我们筛选了几条与肿瘤转移侵袭相关的信号通路,结果发现NF-κB信号通路与上述生物学行为改变最为相关。肿瘤细胞经ODM诱导培养后其磷酸化的NF-κB和IκBα蛋白表达增加,而NF-κB信号通路特异性抑制剂Bay 11-7072作用于诱导的肿瘤细胞后,这些蛋白表达水平能够被逆转或抑制。结论:肿瘤细胞在不同的培养条件下显示出重要且不同的生物学行为。同时证明针对经典信号通路NF-κB的研究有望成为治疗前列腺癌等恶性肿瘤骨转移的新的治疗方案。
【图文】：

成骨细胞分化,间充质,上皮,培养基

1 在成骨细胞分化培养基（ODM）中，前列腺癌细胞(PC3)发生上皮间充质转化。PC3 细胞在 O或 1640 中培养。A, B. 当 PC3 细胞在 1640 或 ODM 中培养后，通过 Western blot 方法检测标志蛋白的表达水平。C. 用 ODM 或 1640 来培养肿瘤细胞 PC3 后发生的细胞形态学变化果以均数±标准差表示。*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001。ure 1 Prostate cancer cells (PC3) are occurred EMT in ODM. PC3 cells were cultured either in ODin 1640. A, B The expression of EMT markers in PC3 cells cultured with 1640 or ODM wasanalyzed and quantization using Western blotting assay. C The cell morphology of PC3 in 16and ODM medium. Quantification data are presented as mean ± SD. *P < 0.05, **P < 0.01***P < 0.001.. ODM 体外增强前列腺癌细胞 PC3 的迁移和侵袭能力已知肿瘤细胞在 ODM 中发生了 EMT 转化，为了探讨肿瘤细胞的迁侵袭能力是否也发生相应改变，我们采用细胞划痕和 transwell 侵袭实验证。从实验结果发现，与 RPMI-1640 常规培养组相比，用 ODM 培瘤细胞可以显著增强肿瘤细胞的迁移侵袭能力，如图 2 所示。

成骨细胞分化,培养基,伤口

图 2 在体外成骨细胞分化培养基（ODM）增加 PC3 细胞迁移和侵袭能力。APC3 细胞在 1640 或 ODM中培养后，通过 transwell 测定 PC3 的迁移和侵袭能力。在每个小室中，观察至少 10 个随机视野（×200 倍）。B 通过 GraphPad Prism 5 测定迁移和侵袭细胞数以及迁移率。C PC3 细胞在 1640或 ODM 中培养后，运用划痕实验测定其迁移能力。在机械性划伤后，在 0、8、16 和 24 小时分别拍摄 PC3 细胞的单层伤口，，每组 6 个独立的伤口部位测量其伤口宽度。每组至少拍摄 6 个不同位点伤口来计算伤口宽度、伤口愈合。D GraphPad Prism 5 测定其相对迁移率。实验结果来源于 3 个独立实验，结果以均数±标准差来表示。*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001。Figure 2 ODM enhances the abilities of cell migration and invasion in vitro. A Migration and invasionabilities of PC3 cells either in 1640 or in ODM were determined using transwell assay. On eachchamber, ten random microscopic fields (at 200×magnification) were observed. B Migration andinvasion cell number and migration rate were counted using GraphPad Prism 5. C Migratoryabilities of PC3 cells either in 1640 or ODM were determined using wound healing assay. Theinjured single layer of these tumor cells were taken photos at 0, 8, 16 and 24 h respectively, andthe width of the wound was measured in each group at 6 independent wound sites. The woundperiod was calculated. D Relatived migration rate was counted using GraphPad Prism 5. Themean ± SD values of data from three independent experiments are presented. *P < 0.05, **P <0.01, ***P < 0.001.
【学位授予单位】：广西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R737.25

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