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研究目的:
利用肿瘤干细胞具有转移的能力,通过Transwell板分离胰腺癌细胞系Panc-1中肿瘤干细胞亚群,并将其与肿瘤非干细胞进行干性及致瘤能力比较;构建针对胰腺癌干细胞的RGD氧化纳米颗粒分子探针,利用3.0T核磁共振成像仪(MRI),明确其在检测胰腺癌干细胞中的应用价值。
研究方法:
(1)将体外培养的人胰腺癌细胞系Panc-1放置在Transwell板上室,孵育24h之后,显微镜观察穿梭到Transwell板下室的细胞及上室细胞生长形态。
(2)将方法(1)中收集的下室细胞行免疫荧光及WesternBlot检测,检测细胞表面干细胞标志物(CD133、CD44、Oct-4、Nestin)的表达情况,上室细胞作为对照组。
(3)收集1000个上室细胞和下室细胞,分别注射到20只裸鼠左侧及右侧腋下,观察裸鼠的成瘤率、肿瘤的生长大小、形态。
(4)构建γ-Fe3O4@DMSA及γ-Fe3O4@DMSA-RGD纳米磁粒子分子探针,并检测其形态结构及稳定性。MTT检测其对胰腺癌干细胞及胰腺癌非干细胞活性影响。
(5)相同数量的胰腺癌干细胞和胰腺癌非干细胞与γ-Fe3O4@DMSA及γ-Fe3O4@DMSA-RGD纳米磁粒子分别孵育0min,30min,1.5h,2h,普鲁士蓝染色,检测两种细胞与纳米磁粒子结合能力。
(6)相同数量的胰腺癌干细胞与胰腺癌非干细胞分别与γ-Fe3O4@DMSA及γ-Fe3O4@DMSA-RGD纳米磁粒子孵育0min,30min,1.5h,2h,将细胞收集在含有琼脂的EP管中,行3.0TMRIT2WI检测,观察T2信号强度及T2驰豫时间改变。
研究结果:
(1)显微镜下观察,下室细胞在含有10%胎牛血清的DMEM-F12培养基中呈球形克隆性生长,克隆球生长状态比较紧密、形态规则。而上室细胞则呈平铺贴壁生长,细胞成梭形。
(2)步骤(1)中收集的上室细胞和下室细胞免疫荧光定性检测显示,下室细胞肿瘤干细胞标志物(CD133、CD44、Oct-4、Nestin)的表达呈强阳性,而上室细胞上述四种蛋白成阴性。WesternBlot显示结果同免疫荧光检测结果完全一致。
(3)将1×103个上室细胞和下室细胞,分别注射到20只裸鼠左侧及右侧腋下结果显示,3周后下室细胞组,18只裸鼠可见黄豆大学的肿瘤形成,成瘤率为90%;成瘤的肿瘤组织大小不一;肿瘤组织形态欠规整。而上室细胞组,一致持续到第5周,仍未见肿瘤组织形成。
(4)胰腺癌干细胞及胰腺癌非干细胞与RGD分子探针分别孵育0min,30min,1.5h,2h,普鲁士蓝染色结果显示:RGD氧化纳米颗粒分子探针能够特异性结合到胰腺癌干细胞,随着时间的延长,结合效率增高。
(5)结合氧化铁纳米颗粒的的胰腺癌干细胞能够引起T2信号强度降低,T2驰豫时间缩短。
结论:
(1)Transwell板能够作为分离Panc-1细胞系中能够自我复制克隆的肿瘤细胞亚群的一种有效手段。该方法可重复率高,简单易行、经济。
(2)RGD纳米磁粒子可以特异性的结合肿瘤干细胞表面,通过改变MRI的T2信号强度及T2驰豫时间,实现胰腺癌组织中胰腺癌干细胞检测。