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目的本文研究人乳腺癌细胞与人成纤维细胞在体外共培养及在体内共生长条件下白介素-13(interlukin-13,IL-13)对成纤维细胞的基质细胞衍生因子(stromal cell?derived factor-1,SDF-1)表达的影响,力图探索IL-13对乳腺癌发生发展的影响及其机制,将为乳腺癌的治疗提供靶标分子及理论和实验的依据。方法1.人成纤维细胞和人乳腺癌细胞体外共培养采用培养板和Transwell小室(孔径0.4μm)的方法进行体外共培养人成纤维细胞株ESF和人乳腺癌细胞株MDA-MB-231,DMEM-H培养液中加入10%胎牛血清、10μg/m L链霉素、100U/m L青霉素,在6孔培养板中加入待测细胞悬液(2×105细胞/孔),待2-4 h细胞贴壁后,再把种植有细胞的Transwell小室(1.5×105细胞/室)插入6孔培养板内在DMEM-H培养液中进行共培养,37℃,5%CO2,饱和湿度。2.RT-qPCR实验用Trizol方法提取细胞总RNA,以DEPC-H2O为对照(Blank),取2μL提取的RNA溶液,Merinton SMA4000检测,观察A260/A280、A260/A230比值及连续波长吸收峰,计算RNA的浓度,判断RNA提取质量,A260/A280>2.0且<2.3,则可以用于后续的RT-qPCR实验。3.免疫荧光流式细胞仪检测实验消化和收集细胞,加入4%的多聚甲醛溶液30 min,PBS洗细胞2遍;加入0.1%的Triton X-100溶液,破膜30 min;加入5%的BSA溶液,封闭60 min;加入1:100稀释的兔抗人的SDF-1多克隆抗体,37℃孵育2 h;加入1:500稀释的羊抗兔Ig G-FITC二抗溶液,室温避光孵育60 min;FCM缓冲液重悬细胞,流式细胞仪检测。4.细胞增殖实验采用Cell Counting Kit-8(CCK-8)检测体外培养细胞的增殖,被检测的细胞接种在24孔培养板(4×104细胞/孔),将接种了共培养细胞的Transwell小室(3×104细胞/室)插入24孔培养板内进行共培养。每组设5个孔,检测第1天至第5天的MDA-MB-231细胞增殖状况,依据CCK-8 Kit的说明书,各孔加入20μL CCK-8溶液,培养箱内孵育1~3 h,从每份样品中取100μL液体移至96孔板,放入酶标仪,450 nm波长测定吸光值。5.构建人乳腺癌裸鼠移植瘤模型常规培养ESF细胞和MDA-MB-231细胞,PBS洗涤后,取100μL细胞悬液(细胞浓度:2×106MDA-MB-231细胞,1×106ESF细胞)植入6-7周的雌性裸鼠右侧胸壁乳腺部位。每星期进行3次测量肿瘤大小,以肿瘤长径达5 mm为成瘤,当肿瘤长径为7 mm左右时开始IL-13干预,实验组瘤内注射IL-13。IL-13干预后的第21天将裸鼠颈椎脱臼处死,取肿瘤块放入4%福尔马林固定液中固定,做石蜡切片。6.免疫荧光激光共聚焦显微镜检测实验切片脱蜡,放入0.01M枸橼酸缓冲液(pH 6.0)中微波修复抗原;1%BSA37℃封闭30 min,滴加一抗,4℃冰箱孵育过夜,次日取出湿盒,转至室温平衡30 min;滴加荧光二抗,37℃孵育避光60 min;DAPI室温染细胞核10 min,封片;激光共聚焦显微镜下观察,拍照,Image-Pro Plus软件分析荧光强度。7.免疫组织化学实验切片脱蜡,水化,PBS洗涤,加0.3%H2O2,37℃孵育10 min,滴加一抗,4℃孵育过夜,滴加二抗,37℃孵育15min,用DAB溶液显色,苏木素染色液进行复染,脱水,透明,甘油封片。显微镜下观察和拍照,Image J软件分析切片镜下图像。8.统计学分析实验结果用 (?)±SD表示,采用SPSS Statistics 17.0软件对实验数据进行统计学分析,两组间比较采用t检验或方差分析,P<0.05为统计学有显著差异,P>0.05为统计学无显著差异。结果1.IL-13上调与人乳腺癌细胞体外共培养的人成纤维细胞SDF-1 m RNA的表达与其他各组比较,ESF+MDA-MB-231+IL-13组的ESF细胞SDF-1 m RNA的表达显著上调(P<0.05),是ESF组的1.98倍,是ESF+IL-13组的1.40倍,是ESF+MDA-MB-231组的1.47倍。ESF单独培养组加入IL-13后ESF细胞SDF-1m RNA的表达比ESF+MDA-MB-231+IL-13共培养组低(P<0.05)。这些结果表明,IL-13能上调ESF细胞SDF-1m RNA表达,成纤维细胞与乳腺癌细胞共培养能增强IL-13对SDF-1的上调作用。2.IL-13上调与人乳腺癌细胞体外共培养的人成纤维细胞SDF-1蛋白的表达与其它各组比较,ESF+MDA-MB-231+IL-13共培养组ESF细胞SDF-1蛋白表达的峰值右移,表明SDF-1蛋白表达上调,说明IL-13可上调与乳腺癌细胞共培养的ESF细胞SDF-1蛋白的表达,这一结果与RT-qPCR的实验结果相互印证。3.IL-13促进体外培养的人乳腺癌细胞和人成纤维细胞的增殖第1天各组MDA-MB-231细胞的增殖无显著差异(P>0.05),第2天至第5天ESF+MDA-MB-231+IL-13共培养组的MDA-MB-231细胞增殖与各组分别比较细胞增殖速度显著增快(P<0.05),表明IL-13可促进与成纤维细胞共培养的乳腺癌细胞增殖。ESF+MDA-MB-231共培养组乳腺癌细胞的增殖速度高于MDA-MB-231培养组的乳腺癌细胞。第1天和第2天ESF细胞的增殖无显著差异(P>0.05),第3天至第5天ESF+MDA-MB-231+IL-13组ESF细胞的增殖显著高于ESF+MDA-MB-231组ESF细胞的增殖(P<0.05),说明IL-13可促进与乳腺癌细胞共培养的成纤维细胞增殖。4.IL-13上调荷瘤裸鼠乳腺癌组织成纤维细胞SDF-1的表达免疫荧光标记后于激光共聚焦显微镜下观察IL-13对肿瘤组织SDF-1表达的影响,镜下可见ESF+MDA-MB-231+IL-13组的肿瘤组织出现较强的绿色荧光,而ESF+MDA-MB-231组的肿瘤组织荧光较弱。Image-Pro Plus软件分析荧光强度,显示ESF+MDA-MB-231+IL-13组肿瘤组织的绿色荧光强度显著高于ESF+MDA-MB-231组,在MDA-MB-231+IL-13组和MDA-MB-231组SDF-1表达低或不明显,表明IL-13可促进荷瘤裸鼠乳腺癌组织成纤维细胞表达SDF-1。5.人乳腺癌组织高表达IL-13和SDF-1人乳腺癌组织与人非乳腺癌组织免疫组化结果显示,人乳腺癌组织表达IL-13和SDF-1,而人非乳腺癌组织IL-13和SDF-1表达低或不明显。结论1.IL-13可上调与人乳腺癌细胞体外共培养的人成纤维细胞SDF-1的表达,乳腺癌细胞与成纤维细胞共培养能促进IL-13对SDF-1表达的上调作用。2.IL-13对与人成纤维细胞共培养的人乳腺癌细胞的增殖具有促进作用,且可加速共培养的成纤维细胞的增殖。3.IL-13干预人乳腺癌荷瘤裸鼠癌组织,可靶向癌组织中的成纤维细胞SDF-1,对SDF-1的表达有上调作用。4.临床乳腺癌病人的乳腺癌组织高表达IL-13和SDF-1。