神经元活动通过诱导胶质瘤干细胞从前神经型向间质型的转变促进胶质瘤进展

神经元活动可通过两者机制促进高级胶质瘤的进展:一是介导有丝分裂原的产生,二是促进神经元-胶质瘤通过突触的通讯.胶质瘤干细胞(GSC)在胶质瘤的进展、治疗抵抗和复发中起着重要作用,这提示神经元活动和GSC的生物功能之间存在的潜在的相互作用.

成胶质细胞瘤U87干细胞样细胞的培养及其代谢表型与成瘤能力鉴定

目的培养成胶质细胞瘤U87干细胞样细胞(U87 SLCs),检测其干性标志物的水平、线粒体呼吸能力和体内成瘤能力。方法DMEM/F-12中添加B-27以及生长因子EGF和bFGF作为无血清干细胞培养基培养U87 SLCs;悬浮培养U87 SLCs使用神经球培养法,贴壁培养U87 SLCs通过在培养表面包被Matrigel基质胶实现;通过RT-qPCR和Western blot检测培养物的干性标志物mRNA和蛋白质水平;通过流式细胞测量术检测培养物中CD133+细胞的比例;通过Seahorse实时细胞代谢分析检测细胞耗氧速率的变化;通过接种动物皮下移植瘤验证细胞成瘤能力的改变。结果干细胞培养基中的U87 SLCs在1周内即会成长为典型的细胞球形态,细胞球在培养过程中会不断增大;在贴壁剂合适的浓度下,U87 SLCs可以在干细胞培养基中完好地平铺贴壁增殖;CD133、nestin、OLIG2、CD44、CD15、整合素α6(ITGA6)等干性标志物的mRNA表达水平在两种方式培养后与U87相比均显著提升(P<0.05),CD133和nestin的蛋白水平在两种方式培养后也均升高(P<0.05);U87 SLCs展现出了更高的线粒体储备呼吸能力(P<0.05);U87 SLCs能够以更少的接种细胞数形成更大的皮下肿瘤(P<0.05),U87 SLCs体内增殖更加迅速,具有更强的成瘤能力。结论U87 SLCs具有典型的干性特征,是一个良好的干性更高的肿瘤细胞模型。

下调RNA去甲基化酶FTO的表达对胶质母细胞瘤干细胞功能的影响

目的 分析下调N6-甲基酰胺(m6A)去甲基化酶脂肪组织和肥胖相关蛋白(FTO)的表达对人胶质母细胞瘤干细胞(GSC)增殖与干性维持的影响。方法 构建稳定下调FTO表达的干细胞株,运用CCK-8法检测下调FTO对GSC细胞增殖的影响;应用神经球形成实验检测两组细胞神经球形成能力的变化;运用体外有限稀释实验检测两组细胞自我更新能力的影响;流式细胞术检测下调FTO对GSC细胞凋亡的调控作用。结果 CCK-8结果显示,与对照组相比,下调FTO表达后减慢了GSC细胞生长速度。成球实验结果表明实验组的GSC神经球大小和数量较对照组显著减少。体外有限稀释实验结果显示,下调FTO表达后神经球自我更新能力减弱;流式细胞术检测凋亡显示,下调FTO表达后增加了GSC细胞凋亡率。结论 下调FTO的表达可抑制GSC的生长与自我更新能力,靶向FTO可能是清除GSC的潜在策略之一。

ST8SIA3在胶质瘤细胞替莫唑胺耐药性的作用

目的探讨ST8α-乙酰神经氨酸酶α-2,8-唾液酸转移酶3(ST8SIA3)对胶质瘤产生耐替莫唑胺(Temozolomide,TMZ)特性的影响。方法将胶质母细胞瘤细胞株U87-MG进行慢病毒转染,分为对照组、下调组(ST8SIA3表达下调)、过表达组(ST8SIA3过表达),使用qRT-PCR检测3组ST8SIA3相对表达,通过Western-blot检测3组A2B5表达与O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferese,MGMT)表达。采用不同TMZ浓度(0μmol/L、5μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L)与3组细胞培养48h后,使用CCK-8检测并绘制TMZ浓度-细胞生存率曲线。通过单细胞成球实验观察下调组和过表达组ST8SIA3对胶质瘤干细胞(glioma stem cells,GSC)自我更新能力及干细胞标志物(CD133、SOX2)的影响。采用TCGA及CGGA数据库的人脑胶质瘤临床数据,分析ST8SIA3表达与患者预后关系。裸鼠种瘤后记录裸鼠出现恶病质的时间并进行生存分析统计,免疫组织化学方法检测裸鼠原位移植瘤标本MGMT和A2B5表达。结果过表达组A2B5和MGMT相对表达增加。CCK-8实验结果显示:随着ST8SIA3表达增加,TMZ的LC_(50)(半致死浓度)逐渐升高。单细胞成球实验显示:随着ST8SIA3表达增高,成球细胞数量及体积逐渐增加。裸鼠原位移植瘤模型结果显示:过表达ST8SIA3明显缩短裸鼠生存期;随着ST8SIA3表达增加,Ki-67、A2B5、MGMT表达随之增加。结论ST8SIA3通过合成干细胞标志物A2B5从而促进U87-MG细胞成球能力,进而表现出GSC耐TMZ特性。

神经干细胞分化与神经节细胞胶质瘤恶化相关分子研究

目的 神经干细胞分化障碍是否是神经胶质瘤发生的原因尚未定论,主要是分子变化规律还未阐明。本研究旨在探讨神经干细胞与神经节细胞胶质瘤分化的相关基因,为阐明胶质瘤起源的细胞分子病因创造条件。方法 对自建的神经节细胞胶质瘤恶变为多形性胶质母细胞瘤基因表达谱中的分化发育相关基因进行生物信息学聚类筛选,所得基因用RT PCR方法检测其在体外培养神经干细胞分化过程中的表达变化。结果 基因谱中的CXCR4、TN C、GLT1、IL1 RI、EGFR 8、CDC2、Ndr3和MAPKK4共8条基因的表达变化与神经干细胞分化相关,其中GLT1、CDC2和MAPKK4基因随神经干细胞分化而表达量下降,随神经节细胞胶质瘤恶性进展而表达量增高。结论 源于神经干细胞分化障碍所致的神经节细胞胶质瘤的进一步恶变(去分化)与神经干细胞分化过程中的基因GLT1、CDC2和MAPKK4等表达量呈负相关,在延伸研究中可作为胶质瘤起源细胞的分子病因的目标基因作诸如RNA干扰、基因转染或敲除等功能研究。

胶质瘤干细胞与神经干细胞基因表达差异的微阵列基因芯片分析

目的利用基因芯片技术筛选人脑胶质瘤干细胞(GSCs)和正常神经干细胞(NSCs)中差异表达的基因。方法利用人类HOA5.1 OneArray表达谱芯片(包括29 186个基因),与GSCs和NSCs的总RNA生成的探针进行杂交,通过寡核苷酸芯片ScanArray 4000筛选两者之间的差异基因,并选择其中的部分差异表达基因(DCX、PTGS2、SCGN、GAD2、OTX2、PEG10、NRXN3)进一步行qRT-PCR验证。结果与正常NSCs相比,GSCs中1372个基因表达下调,1501个基因表达上调,功能富集分析显示,这些差异基因主要参与了神经轴突导向、细胞周期、细胞黏附、免疫炎症反应及癌症相关的信号路径。qRT-PCR检测结果与芯片检测结果相符。结论多类基因在胶质瘤的发生发展中发挥着重要作用,该结果可为胶质瘤的靶向治疗提供新的线索。

鼠胶质瘤细胞上清液诱导人骨髓间充质干细胞向神经元样细胞的分化

目的:分离培养人骨髓间充质干细胞(MSCs),探讨鼠胶质瘤细胞上清液对其向神经元样细胞的诱导分化。方法:利用Percoll梯度分离法,培养人MSCs。采用鼠胶质瘤细胞上清液对MSCs进行诱导分化。观察人MSCs经诱导后细胞的形态变化,采用免疫细胞化学方法检测神经元烯醇化酶(NSE)、神经丝蛋白(NF)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达。结果:诱导24h后,细胞胞体收缩呈锥形或球形,有突起长出,细胞间突起相互连接,交错成网,为典型的神经元样形态。免疫细胞化学结果显示,经诱导培养后的神经元样细胞的胞体及部分突起NSE和NF染色呈强阳性表达,而GFAP染色呈阴性。诱导组出现NSE阳性的细胞率为(79.5±3.2)%,而对照组出现NSE阳性的细胞率为(12.1±2.0)%,两组之间比较差异有显著性(P<0.01)。诱导组出现NF阳性的细胞率为(41.2±2.4)%,而对照组为阴性。结论:鼠胶质瘤细胞上清液可以诱导MSCs向神经元样细胞分化。

C6胶质瘤细胞体外诱导神经干细胞的迁移

目的：体外观察 C6胶质瘤细胞的培养上清是否有诱导神经干细胞迁移的作用。方法：实验组取处于指数生长期的 C6胶质瘤细胞或星形胶质细胞的无血清培养上清加入细胞培养室的下室,并加无血清培养基；培养室的上室加处于对数生长期的神经干细胞球悬液,培养箱中共培养,光镜下计数迁移的细胞球数。结果：C6胶质瘤细胞的上清引起神经干细胞球迁移的数目明显多于星形胶质细胞的上清和新鲜无血清培养基。结论：C6胶质瘤细胞的培养上清中存在诱导神经干细胞球迁移的物质,这将为研究诱导神经干细胞迁移的物质提供很大的便利。

大鼠神经干细胞通过Wnt/β-catenin途径抑制神经胶质瘤生长

目的探讨大鼠神经干细胞对C6成胶质细胞瘤细胞生长的影响,并探讨可能的作用机制。方法采用0.4μm孔径的Transwell小室将C6成胶质细胞瘤细胞和大鼠神经干细胞(NSCs)按不同比例[(C6:NSCs):5:1(2×105:4×104)、1:1(2×105:2×105)、1:5(4×104:2×105)]在无血清培养基中共培养7d作为实验组,以单独培养的C6成胶质细胞瘤细胞作为对照组。采用SCID荷瘤动物模型观察共培养体系中C6成胶质细胞瘤细胞的成瘤能力;利用半定量RT-PCR及蛋白质印迹等方法分析在共培养体系中C6成胶质细胞瘤细胞凋亡相关基因(BMP2、c-Myc、Bcl-2、p53mRNA)及Wnt信号分子蛋白(β-catenin、survivin)的表达。结果与实验组相比,对照组的组织切片中肿瘤细胞恶性程度高,有较多的核分裂像,核/质比例高;大片区域出现单核或多核瘤巨细胞。在实验组中,随着共培养体系中起始神经干细胞比例增高,肿瘤细胞异型性逐步降低。随着共培养体系中起始神经干细胞比例增高,C6成胶质细胞瘤细胞p53mRNA的表达水平逐步增高,BMP2、c-Myc、Bcl-2mRNA表达水平则逐步降低(P<0.05),β-catenin、survivin蛋白表达水平逐步降低(P<0.05)。结论大鼠神经干细胞在胶质瘤微环境中可能通过Wnt/β-catenin途径促进神经胶质瘤细胞凋亡进而抑制神经胶质瘤生长。

间充质干细胞对神经胶质瘤趋化能力研究

本文探讨了间充质干细胞(MSCs)对胶质瘤组织的趋化能力及分布规律。从新生儿脐血中分离出MSCs加以培养,用流式细胞仪检测表面抗原,同时做体外诱导分化实验,证明间充质干细胞性质。立体定向接种C6大鼠胶质瘤细胞,建立胶质瘤模型。将 5 -溴脱氧尿核苷(5- BrdU)标记的人间充质干细胞借助立体定向仪打入胶质瘤模型鼠预定靶区,分为原位组、同侧半球组和同侧脑室组。数日后处死大鼠,灌注固定取脑,制成石蜡切片。以苏木素伊红 (H.E. )染色确定胶质瘤组织的范围;免疫组织化学染色显示MSCs,观察其在胶质瘤组织和周围正常脑组织中的分布规律。结果显示原位组、同侧半球组和同侧脑室组均可见MSCs在胶质瘤组织中广泛分布,而在周围正常脑组织中很少见。特别是在胶质瘤组织与正常组织交界处,这一定向分布更为明显。这一结果表明人间充质干细胞对胶质瘤组织有明显趋化性,能从远处向胶质瘤组织迁移并定位于其中,提示MSCs可作为一种潜在的细胞载体用于神经胶质瘤的靶向治疗。

鼠神经干细胞对胶质瘤C6细胞侵袭能力的影响

目的探讨鼠神经干细胞对鼠胶质瘤C6细胞侵袭能力的影响及机制。方法取新生1～2天SD大鼠大脑皮层组织,于无血清培养基中分离培养神经干细胞并进行NES免疫细胞化学染色,并将神经干细胞和鼠胶质瘤C6细胞于体外共培养,利用2D、3D生长实验和Transwell实验分别检测与鼠神经干细胞共培养鼠胶质瘤C6细胞(实验组)和单独培养鼠胶质瘤C6细胞(对照组)的侵袭能力。结果 2D实验中C6细胞的对照组和实验组的平均直径分别为(18.53±1.32)μm和(13.44±1.45)μm,差异有统计学意义(P<0.01)。3D实验中C6细胞的对照组和实验组的平均直径分别为(20.34±1.25)μm和(15.52±1.43)μm,差异有统计学意义(P<0.01)。Transwell侵袭实验发现胶质瘤C6细胞组中对照组和实验组平均视野侵袭细胞为(36.45±1.36)个和(22.73±1.66)个,差异有统计学意义(P<0.01)。结论与神经干细胞共同培养后C6细胞的侵袭能力明显降低。

小鼠神经干细胞对胶质瘤趋向性实验研究

目的探讨小鼠神经干细胞(NSCs)在体外和体内对胶质瘤细胞的趋向性。方法将原代培养6d的小鼠NSCs悬液离心、收集备用。制备C6胶质瘤细胞、3T3成纤维细胞爬片,随后与NSCs共同培养3d。用荧光染料Hoechst33342标记NSCs,借助立体定向技术于胶质瘤动物模型内接种NSCs,观察NSCs在胶质瘤动物模型脑内的分布情况。结果小鼠NSCs对C6细胞有明显的趋向性。体内实验见肿瘤组织内满布标记的NSCs。结论小鼠NSCs无论在体外或体内对胶质瘤细胞均有一定的趋向性。

C6胶质瘤细胞诱导神经干细胞分化的初步研究

为了探讨C6胶质瘤细胞分泌的因子对神经干细胞分化的作用及机制。本研究从Wistar孕鼠(E17～E18)纹状体组织中分离、培养神经干细胞,将其分离纯化后进行nestin免疫荧光染色鉴定后分为两组进行诱导分化实验。对照组:RPMI1640培养液+基础培养基(1∶1配制);处理组:C6胶质瘤细胞培养上清+基础培养基(1∶1配制)。采用免疫印迹法分析胶质瘤细胞条件培养液作用于神经干细胞后的不同时相(1、3、5d)MAP-2蛋白的表达情况;通过RT-PCR检测不同时相(1、3、5d)MAP-2的表达及调控神经干细胞向神经元分化的多种转录因子如:neurogenin3(Ngn3)、neuroD和neuroD2的mRNA的表达情况。结果显示:处理组MAP-2在蛋白和mRNA水平的表达量均明显高于对照组(P<0.01),并且处理组的Ngn3、neuroD和neuroD2的mRNA水平比对照组也有明显升高。上述结果提示,C6胶质瘤细胞条件培养液能够促进神经干细胞向神经元分化,此作用可能与Ngn3、neuroD和neuroD2等转录调控因子表达水平的提高有关。

鼠脑C6胶质瘤细胞上清液诱导人骨髓间充质干细胞向神经元样细胞的分化(英文)

目的：观察人骨髓间充质干细胞经鼠脑C6胶质瘤细胞上清液诱导后向神经元样细胞方向的分化情况。方法：取肝素抗凝人骨髓血，Percoll梯度法体外分离培养骨髓间充质干细胞，胰酶消化后传代扩增。取第4-6代骨髓间充质干细胞，当细胞达90％融合时，按2×10^3/孔接种于24孔板内，第2天分为两组，诱导组用含有50％C6胶质瘤细胞上清液的完全培养基（含体积分数为0．1胎牛血清的L-DMEM培养基）诱导，每隔2d换液1次；对照组单纯加入完全培养基进行培养。诱导后3d，两组细胞采用S-P法进行免疫细胞化学染色，检测神经元特异性标志物的表达。结果：诱导24h后，诱导组多数骨髓间充质干细胞表现出典型的神经元样外观，对照组细胞形态无明显变化。诱导3d后，诱导组神经元烯醇化酶阳性细胞率显著高于对照组（P〈0．01）；诱导组神经丝蛋白阳性细胞率为（44．2±2．4）％，对照组为阴性；两组胶质纤维酸性蛋白均呈阴性表达。结论：鼠脑C6胶质瘤细胞上清液可成功诱导人骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化。

柯里拉京对神经胶质瘤U251细胞及其干细胞增殖的影响

目的探讨柯里拉京对神经胶质瘤U251细胞及其干细胞增殖影响。方法使用免疫磁珠法从胶质瘤U251细胞系中分离、培养U251干细胞,不同浓度(0、25、50、100μg/ml)柯里拉京对U251细胞及其干细胞干预不同时间(24 h、48 h、72 h),观察其形态学变化。CCK-8法检测柯里拉京干预前后细胞增殖变化,实时荧光定量RT-PCR技术测定柯里拉京干预前后Livin、Caspase-3及Caspase-7 m RNA表达的变化规律。结果 U251细胞及其干细胞存活率随培养液中柯里拉京浓度升高和干预时间延长而降低(P<0.05);同等条件下U251干细胞存活率低于U251细胞(P<0.05)。柯里拉京抑制了Livin基因表达并能诱导Caspase-3、Caspase-7基因表达,且对U251干细胞基因抑制(或诱导)作用强于U251细胞(P<0.05)。结论柯里拉京能抑制胶质瘤细胞及其干细胞增殖,降低Livin基因表达并诱导Caspase-3、Caspase-7基因表达,启动凋亡信号通路,且对胶质瘤干细胞增殖抑制程度及基因抑制(或诱导)作用强于胶质瘤细胞,但其具体抗肿瘤机制还未明确,还需深入研究。

PTEN mRNA编辑的间充质干细胞对神经胶质瘤U251细胞杀伤作用研究

间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)具有向肿瘤组织迁移趋化的特性,所以它被认为是一种携带特殊基因进行肿瘤的靶向治疗的理想载体。与不同形式的DNA载体相比,体外合成的mRNA更容易转染并且不会引入突变。利用间接共培养方法研究PTEN(gene of phosphate and tension homology deleted on chromsome ten,PTEN)mRNA编辑的MSCs对U251-Luc细胞杀伤作用。体外转录合成PTEN mRNA,转染到MSCs,利用Western blot方法检测转染后PTEN蛋白表达情况,transwell共培养方法分析转染PTEN mRNA对MSCs肿瘤细胞迁移趋化性影响。利用活体成像仪和荧光显微镜检测在间接共培养条件下PTEN mRNA编辑的MSCs对U251-Luc细胞杀伤作用。体外成功合成PTEN mRNA,转染到U251-Luc细胞后能正确表达PTEN蛋白,并且在转染24 h表达最高。与对照组相比,转染PTEN mRNA后能一定程度提高MSCs细胞对肿瘤迁移能力(P<0.05)。PTEN mRNA编辑的MSCs培养上清能显著抑制U251-Luc细胞生长(P<0.05)。体外合成抑癌基因mRNA的方法为MSC介导的靶向基因治疗神经胶质瘤提供新思路。

神经干细胞与脑胶质瘤干细胞

所有的肿瘤组织并不是由均一的肿瘤细胞所组成的,不同的细胞具有不同的增殖、浸润和转移能力,亦即肿瘤的异质性。其中存在少数担当着干细胞角色的肿瘤细胞,具有干细胞的基本特性,包括自我更新能力、无限的增殖能力和多向分化潜能,为肿瘤干细胞。神经干细胞具有很强的自我更新机制,获得较少突变即有可能恶性转化,而且干细胞存活时间较长,这意味着干细胞比成熟细胞发生细胞复制的错误几率更大,因外界环境的刺激而发生突变的机会更多,最终形成脑胶质瘤干细胞,同时调节神经干细胞增殖和自我更新的基因在脑胶质瘤的脑胶质瘤干细胞中也表达,这也是支持神经干细胞是脑胶质瘤干细胞来源的;也有推测认为它可能起源于已分化的细胞,由这些细胞突变发生去分化得来,并通过基因突变而获得了干细胞自我更新的特性,从而形成脑胶质瘤干细胞。通过探讨神经干细胞与脑胶质瘤干细胞,为脑胶质瘤的治疗提供依据。

CDK2调控ALDH1A3介导原神经-间质转化促进胶质瘤干细胞增殖的机制研究

目的:研究细胞周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)促进胶质瘤干细胞(GSCs)增殖和诱导原神经-间质转化的作用机制。方法:利用生物信息学方法对GSCs中CDK2的表达水平进行分析,并利用shRNA沉默CDK2的表达以探究其促进GSCs增殖的作用;建立GSCs原神经-间质转换(PMT)模型,并对CDK2介导PMT的下游靶点和机制进行预测和验证。结果:CDK2在GSCs中高表达,而特异性沉默CDK2能够显著抑制GSCs生长(P<0.01)。当GSCs接受放射处理后CDK2和ALDH1A3表达显著上调,而CDK2沉默能够显著下调ALDH1A3的表达。E2F1是和CDK2表达关联性最高的ALDH1A3启动子区域结合蛋白,而利用shRNA沉默CDK2能够下调GSCs中E2F1和ALDH1A3的表达水平。结论:CDK2能够通过调节E2F1的表达激活ALDH1A3的启动子活性并调控其表达和功能,进而调控GSCs的生长并诱导GSCs发生PMT。