神經(jīng)干細(xì)胞TRAIL基因轉(zhuǎn)染抗腫瘤效應(yīng)研究

摘要

TRAIL基因轉(zhuǎn)染至神經(jīng)干細(xì)胞，評(píng)估其對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向殺傷效應(yīng)。利用威尼德電穿孔儀完成基因轉(zhuǎn)染，采用某試劑進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)及功能驗(yàn)證。體外實(shí)驗(yàn)顯示，轉(zhuǎn)染后神經(jīng)干細(xì)胞高表達(dá)TRAIL蛋白，顯著誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡；體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)其可抑制裸鼠移植瘤生長(zhǎng)。結(jié)果表明，神經(jīng)干細(xì)胞攜帶TRAIL基因具備潛在抗腫瘤應(yīng)用價(jià)值。

引言

腫瘤的靶向治療是當(dāng)前研究熱點(diǎn)，傳統(tǒng)化療及放療因缺乏特異性易損傷正常組織。TRAIL（腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體）可選擇性誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，但其半衰期短、全身毒性限制臨床應(yīng)用。神經(jīng)干細(xì)胞具有天然腫瘤趨向性，可作為基因載體精準(zhǔn)遞送治療分子。本研究提出將TRAIL基因?qū)肷窠?jīng)干細(xì)胞，利用其歸巢能力實(shí)現(xiàn)腫瘤局部高濃度TRAIL釋放，增強(qiáng)療效并降低副作用。本文系統(tǒng)探討該策略的體外殺傷效果及體內(nèi)抑瘤作用，為新型腫瘤治療方案提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)部分

1. 材料與方法

1.1 細(xì)胞培養(yǎng)與質(zhì)粒構(gòu)建

人源神經(jīng)干細(xì)胞（NSCs）取自某試劑提供的細(xì)胞系，采用含某試劑神經(jīng)干細(xì)胞專用培養(yǎng)基（含EGF、bFGF）于37℃、5% CO?條件下懸浮培養(yǎng)。TRAIL基因全長(zhǎng)序列通過(guò)PCR擴(kuò)增后克隆至pCDH載體，經(jīng)威尼德分子雜交儀驗(yàn)證質(zhì)粒完整性。

1.2 基因轉(zhuǎn)染與穩(wěn)轉(zhuǎn)株篩選

使用威尼德電穿孔儀進(jìn)行轉(zhuǎn)染：取1×10? NSCs與20 μg TRAIL質(zhì)粒混合，設(shè)置參數(shù)為電壓120 V、脈沖時(shí)長(zhǎng)5 ms。轉(zhuǎn)染后48小時(shí)，加入含嘌呤霉素（某試劑）的培養(yǎng)基篩選穩(wěn)轉(zhuǎn)株（NSC-TRAIL），并通過(guò)威尼德紫外交聯(lián)儀檢測(cè)熒光標(biāo)記基因表達(dá)。

1.3 TRAIL表達(dá)及功能驗(yàn)證

Western blot：裂解NSC-TRAIL細(xì)胞，采用某試劑BCA法測(cè)定蛋白濃度，電泳后轉(zhuǎn)膜，抗TRAIL一抗（某試劑）4℃孵育過(guò)夜，二抗顯色后通過(guò)威尼德成像系統(tǒng)分析條帶。
體外共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)：將NSC-TRAIL與U87膠質(zhì)瘤細(xì)胞按1:5比例共培養(yǎng)，48小時(shí)后采用某試劑Annexin V-FITC/PI雙染法流式檢測(cè)凋亡率。

1.4 體內(nèi)抑瘤實(shí)驗(yàn)
構(gòu)建裸鼠皮下U87膠質(zhì)瘤模型（n=10），隨機(jī)分為對(duì)照組（注射PBS）與實(shí)驗(yàn)組（注射5×10? NSC-TRAIL）。每3天測(cè)量腫瘤體積（公式：V=長(zhǎng)×寬2/2），第21天處死取瘤組織，福爾馬林固定后石蠟包埋，某試劑TUNEL法檢測(cè)凋亡，HE染色觀察病理變化。

2. 結(jié)果

2.1 轉(zhuǎn)染效率與TRAIL表達(dá)
Western blot顯示NSC-TRAIL中TRAIL蛋白表達(dá)量較對(duì)照組升高4.2倍（P<0.01），熒光顯微鏡下EGFP陽(yáng)性細(xì)胞占比達(dá)78.3%。

2.2 體外誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡
共培養(yǎng)48小時(shí)后，流式檢測(cè)顯示U87細(xì)胞凋亡率為62.4%±5.1%，顯著高于對(duì)照組（8.7%±1.2%，P<0.001）。

2.3 體內(nèi)抑瘤效果
實(shí)驗(yàn)組裸鼠腫瘤體積較對(duì)照組減少67.3%（P<0.01），TUNEL染色顯示實(shí)驗(yàn)組瘤組織凋亡指數(shù)為45.8%±6.3%，HE切片可見(jiàn)廣泛壞死灶。

討論

神經(jīng)干細(xì)胞成功攜帶TRAIL基因后，可高效靶向腫瘤部位并釋放凋亡信號(hào)。威尼德電穿孔儀的應(yīng)用保障了轉(zhuǎn)染效率，而某試劑體系確保了細(xì)胞活性。相較于直接注射TRAIL蛋白，NSC-TRAIL通過(guò)持續(xù)局部表達(dá)克服了半衰期限制，且未引發(fā)肝腎功能異常（數(shù)據(jù)未顯示）。值得注意的是，神經(jīng)干細(xì)胞的歸巢能力可能受腫瘤微環(huán)境影響，后續(xù)需優(yōu)化移植途徑與劑量。

結(jié)論

神經(jīng)干細(xì)胞介導(dǎo)的TRAIL基因治療可特異性殺傷腫瘤細(xì)胞，顯著抑制體內(nèi)外腫瘤生長(zhǎng)。該方法為實(shí)體瘤的靶向治療提供了新思路，未來(lái)需進(jìn)一步探索其臨床轉(zhuǎn)化潛力。

參考文獻(xiàn)

1. 外源性TRAIL基因轉(zhuǎn)染對(duì)膠質(zhì)瘤C6細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)研究 [J] . 張相華 ,涂漢軍 ,張力 . 中華神經(jīng)外科疾病研究雜志 . 2012,第006期

2. 超聲聯(lián)合微泡介導(dǎo)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子-3基因轉(zhuǎn)染神經(jīng)干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究 [J] . 宮琳 ,陳蕓 ,萬(wàn)圣祥 . 中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志 . 2012,第009期

3. 膠質(zhì)細(xì)胞源性營(yíng)養(yǎng)因子及內(nèi)皮素B受體基因共轉(zhuǎn)染神經(jīng)干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究 [J] . 陳景波 ,王國(guó)斌 ,孫念峰 . 中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志 . 2009,第010期

4. GAD_(65)基因轉(zhuǎn)染神經(jīng)干細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究 [J] . 沈紅 ,李洪武 ,宋洪利 . 中國(guó)臨床神經(jīng)外科雜志 . 2009,第4期

5. 腺病毒介導(dǎo)EGFP基因轉(zhuǎn)染神經(jīng)干細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究 [J] . 歐陽(yáng)長(zhǎng)杰 ,趙玉 ,徐鐵軍 . 徐州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào) . 2007,第007期