应用胶质母细胞瘤类器官探究放化疗及缺氧诱导因子2α抑制剂对肿瘤细胞的抑制作用

目的构建胶质母细胞瘤(GBM)类器官模型,使用该模型探讨放化疗、缺氧诱导因子2α(HIF-2α)抑制剂对GBM的抑制作用。方法脑胶质瘤及非脑胶质瘤患者的脑组织标本均来源于中南大学湘雅医院神经外科行手术治疗的患者,肿瘤细胞来源于GBM患者的脑组织标本和U-251细胞株。构建GBM类器官、GBM神经球体模型。细胞培养30 d,观察GBM类器官及GBM神经球体细胞的生长情况;采用免疫荧光染色检测肿瘤干细胞标志物的表达;采用免疫组织化学染色法检测脑胶质瘤标本及非胶质瘤脑组织标本、贴壁培养的GBM细胞、GBM类器官中HIF-2α的表达。细胞培养第30天,将GBM类器官分为未放疗组和放疗组,每组又分为二甲基亚砜(DMSO)组、替莫唑胺(TMZ)组及HIF-2α抑制剂组;放疗组给予6 Gy的X射线照射,继续培养30 d,观察各组细胞的传代率和HIF-2α的表达。结果细胞培养30 d,GBM类器官的直径约为2 mm,外缘细胞密集,中央排列松散;而GBM神经球体直径约为200μm,中心与边缘细胞分布均匀。免疫荧光染色结果显示,GBM类器官外缘的SOX2、CD133及表皮生长因子受体(EGFR)表达水平均高于其中心部位。GBM神经球体SOX2表达阳性,整个球体表达无分布差异;CD133和EGFR的表达均为阴性。非肿瘤脑组织不表达HIF-2α;高级别胶质瘤HIF-2α的表达强于低级别胶质瘤。GBM类器官中HIF-2α的表达主要分布在坏死细胞附近;贴壁培养的GBM细胞中,HIF-2α的表达分布较均匀。放疗组及未放疗组中,HIF-2α抑制剂组、TMZ组的细胞传代效率均比DMSO组降低(均P<0.05);与未放疗组中的DMSO组、TMZ组比较,放疗组中的DMSO组、TMZ组的细胞传代效率均降低,差异均有统计学意义(均P<0.05),而HIF-2α抑制剂组的差异无统计学意义(P=0.301)。免疫组织化学染色显示,未放疗组和放疗组中,除HIF-2α抑制剂组HIF-2α的表达降低外,DMSO组、TMZ组HIF-2α的表达均未降低。结论与GBM神经球体模型比较,GBM类器官肿瘤异质性更接近于肿瘤组织;HIF-2α与脑胶质瘤的恶性程度有关;放化疗对肿瘤的抑制作用不是通过抑制HIF-2α起作用的。