基于微流控芯片技術解析血管內皮細胞增強膠質瘤干細胞抵抗替莫唑胺作用的分子機制.pdf

1、目的：腦膠質瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，其特點是發(fā)病率高和預后差。惡性膠質瘤中具有高度自我更新能力和增殖能力的膠質瘤干細胞及其賴以生存的血管旁微環(huán)境被認為是惡性膠質瘤治療耐受和復發(fā)的根本原因。體外模擬膠質瘤干細胞微環(huán)境及信號分子介導的細胞相互作用對于揭開惡性膠質瘤的治療后復發(fā)機制及探索新的治療方法有著極其重要的價值。構建有效的體外膠質瘤干細胞微環(huán)境模型和先進的分析方法是解析膠質瘤干細胞耐藥分子機制的技術瓶頸。微流控芯片技術具有與細胞

2、尺寸相匹配的微米級通道，可在時空上精確地操控多種細胞，因此廣泛地被用于細胞微環(huán)境的模擬，而與具有強大分子分析能力的質譜聯(lián)用，則為分析細胞微環(huán)境復雜的分子傳導提供了新的平臺，是近年來國際上備受重視且迅速發(fā)展的一個新興領域。本研究擬通過在微流控芯片上模擬膠質瘤干細胞與血管內皮細胞相互作用的微環(huán)境，結合液相質譜檢測技術、分子生物學技術及替莫唑胺藥物干預，以實現(xiàn)對血管內皮細胞提高膠質瘤干細胞耐藥性的分子機制進行解析。
　　方法：⑴利用微流

3、控芯片的技術，模擬體內血管內皮細胞和膠質瘤干細胞共培養(yǎng)的微環(huán)境；⑵結合免疫熒光染色和基因轉染的技術，動態(tài)的對微流控芯片上內皮細胞與膠質瘤干細胞相互作用進行觀察；⑶利用微流控芯片動態(tài)持續(xù)給藥，聯(lián)合液相質譜，對替莫唑胺作用于膠質瘤干細胞產(chǎn)物6-O-甲基鳥嘌呤進行定量分析，并比較有無內皮細胞存在時，膠質瘤干細胞產(chǎn)物6-O-甲基鳥嘌呤的變化。⑷結合基因調控的技術，研究膠質瘤干細胞干性相關基因 Bmi-1在血管內皮細胞提高膠質瘤干細胞替莫唑胺化療

4、耐藥性的作用。
　　結果：①結合微流控芯片技術，我們成功地構建了能夠用于模擬體內膠質瘤干細胞與血管內皮細胞相互作用的平臺。與傳統(tǒng)的transwell共培養(yǎng)方法相比，我們發(fā)現(xiàn)基于微流控芯片技術動態(tài)的血管內皮細胞與膠質瘤干細胞共培養(yǎng)更能維持膠質瘤干細胞的未分化潛能；②通過微流控芯片內皮細胞與膠質瘤干細胞共培養(yǎng)后持續(xù)給藥，結合液相質譜聯(lián)用技術成功地對微流控芯片共培養(yǎng)后的膠質瘤干細胞內的6-O-甲基鳥嘌呤進行了定量分析，發(fā)現(xiàn)6-O-甲基鳥

5、嘌呤與膠質瘤干細胞的耐藥呈正相關；③結合基因調控技術，我們發(fā)現(xiàn) Bmi-1基因下調的膠質瘤干細胞，干性明顯下降，對替莫唑胺敏感性增強，內皮細胞無法提高其對替莫唑胺的耐藥性，表明了Bmi-1基因在血管內皮細胞增強膠質瘤干細胞對替莫唑胺耐藥性起了重要的作用，可能是血管內皮細胞增強膠質瘤干細胞耐藥的原因。
　　結論：血管內皮細胞通過提高膠質瘤干細胞的干性增強了對替莫唑胺治療的抵抗，Bmi-1基因及6-O-甲基鳥嘌呤分子在這個過程中發(fā)揮了