細(xì)胞形變能力控制惡性腫瘤再生細(xì)胞在斑馬魚體內(nèi)的轉(zhuǎn)移.pdf

1、腫瘤轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致癌癥患者死亡的關(guān)鍵因素。在過去的數(shù)十年內(nèi)，盡管研究人員投入了相當(dāng)多的精力去研究腫瘤轉(zhuǎn)移，但是對(duì)于少量腫瘤細(xì)胞如何有效地形成轉(zhuǎn)移瘤，目前仍不清楚。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室2012年于Nature Materials雜志上發(fā)表的一篇文章，通過將小鼠黑色素瘤細(xì)胞（B16-F1）培養(yǎng)在三維纖維軟膠中，我們可以篩選出一類具有高致瘤性的腫瘤細(xì)胞亞群（大約5~10％）。這類細(xì)胞高表達(dá)干性基因Sox2并低表達(dá)分化性基因Mitf，由于這類細(xì)胞不同于通過

2、干細(xì)胞表面標(biāo)記等傳統(tǒng)方法篩選得到的腫瘤干細(xì)胞，因此，我們稱這類細(xì)胞為腫瘤再生細(xì)胞（tumor-repopulating cells,TRCs）。這類細(xì)胞成瘤性極強(qiáng)，10個(gè)腫瘤再生細(xì)胞便可在免疫系統(tǒng)正常的同源甚至異源野生型小鼠體內(nèi)形成轉(zhuǎn)移瘤。但是由于小鼠組織的非透明性，我們無法使用小鼠模型來實(shí)時(shí)地觀察腫瘤再生細(xì)胞在體內(nèi)的轉(zhuǎn)移過程。斑馬魚由于其機(jī)體良好的透明性，已經(jīng)成為研究脊椎動(dòng)物腫瘤轉(zhuǎn)移的重要模式動(dòng)物。在本文中，我們利用轉(zhuǎn)基因斑馬魚為模型

3、，研究了小鼠黑色素瘤細(xì)胞在斑馬魚體內(nèi)的轉(zhuǎn)移過程，并重點(diǎn)研究了轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟——腫瘤細(xì)胞穿透出血管的過程。
　　在本研究當(dāng)中，我們將經(jīng)過熒光標(biāo)記的小鼠黑色素瘤細(xì)胞注射到受精后2天的Tg(fli1:EGFP)（綠色熒光）或者Tg(kdr1:mCherry)（紅色熒光）血管熒光化轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼魚卵黃內(nèi)。結(jié)果顯示，相比于生長(zhǎng)在二維硬基底表面的普通腫瘤細(xì)胞，經(jīng)過三維纖維軟膠篩選的腫瘤再生細(xì)胞更容易在注射部位生長(zhǎng)、存活并且進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到魚體其他

4、部位從而形成微轉(zhuǎn)移瘤。腫瘤再生細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力依賴于細(xì)胞中具有自我更新功能的Sox2基因的表達(dá)，當(dāng)沉默Sox2基因表達(dá)的時(shí)候，腫瘤再生細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力隨即受到抑制。將腫瘤細(xì)胞注射到心包膜附近后，腫瘤細(xì)胞會(huì)在注射后的1小時(shí)內(nèi)通過血管快速轉(zhuǎn)移到斑馬魚尾部。高分辨率三維成像結(jié)果顯示，腫瘤再生細(xì)胞比普通腫瘤細(xì)胞能更有效地穿透出血管從而形成微轉(zhuǎn)移瘤。進(jìn)一步研究顯示，對(duì)于腫瘤細(xì)胞，無論是在體外穿透3μm孔徑的薄膜（transwell membrane）