人卵巢癌干细胞的分离培养和初步鉴定
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·论著·人卵巢癌干细胞的分离培养和初步鉴定*武加利1,纪新强1**,刘佳1,张文卿2(1.青岛大学医学院附属医院妇科,青岛266003;2.青岛大学医学院病原生物教研室)【摘要】目的:从人卵巢癌细胞株SKOV-3中分离培养卵巢癌干细胞,并鉴定其生物学性质。
方法:卵巢癌SKOV-3细胞在含有生长因子的无血清培养基(SFM )中悬浮培养得到肿瘤细胞球。
流式细胞术、Transwell 小室侵袭实验分别检测SKOV-3细胞及其细胞球CD44和CD117的表达,筛选细胞表面标记物和观察体外侵袭能力;将肿瘤细胞球传代扩增,并用含血清培养基(SSM )培养促使其分化,并将细胞球和普通SKOV-3细胞分别接种于96孔板,CCK-8法检测增殖能力及其耐药性。
结果:卵巢癌SKOV-3细胞能在SFM 中形成可以稳定传代的细胞球,并显示很强的自我更新和增殖能力,含血清环境能够诱导其分化而贴壁生长;肿瘤细胞球中高表达CD44和CD117抗原标记,特别是CD44,其侵袭能力显著高于正常SKOV-3细胞(P <0.05);细胞球对顺铂具有更强的耐药性,将顺铂作用于细胞球及贴壁分化细胞24,48及72h 后,细胞球抑制率分别为2.59%,8.43%,12.08%,显著低于分化贴壁细胞(抑制率分别为10.73%,28.13%,39.17%),分别比较,差异均有统计学意义(P <0.05)。
结论:采用无血清悬浮培养法从人卵巢癌细胞系中获取的细胞球,可能含有一小部分具有增殖和分化能力的卵巢癌干细胞,多表达CD44和CD117抗原标记,且CD44更具有特异性。
【关键词】卵巢肿瘤;肿瘤干细胞;肿瘤球状体细胞;无血清培养基,悬浮培养中图分类号:R737.31文献标识码:A 文章编号:1004-7379(2010)12-0893-04Isolation and initial identification of human ovarian cancer stem cells.Wu Jiali ,Ji Xin-qiang ,Liu Jia ,et al.Department of Gynecology ,Affiliated Hospital of Medical College of QingdaoUniversity ,Qingdao 266003【Abstract 】Objective :To isolate and identify ovarian cancer stem cells from human o-varian cancer cell line SKOV-3and to identify their biological properties.Methods :SKOV-3cells were cultured in serum free medium (SFM )with EGF and bFGF to derive tumor spheres.Flow cytometry analysis and cell invasion assay were applied to examine the cell surface marker (CD44,CD117)expression pattern and cell invasive ability of both tumor spheres and parentalcells ;Tumor spheres were then expanded and cultured in serum-containing medium to permit their differentiation.The proliferative capacity and drug resistance of tumor sphere-forming cellswas tested by cell counting kit-8(CCK-8)assay.Results :Small number of floating tumorspheres were isolated and expanded in serum free medium (SFM ).These tumor spheres atta-ched to the bottom of culture plates and began to differentiate in serum-supplemented medium(SSM );CD44and CD117antigens were significantly higher in tumor spheres than those in the common SKOV-3cells ,and the invasive ability was increased than those of parental cells (P <0.05).By contrast with the differentiated cells under standard serum-containing culture condi-tions ,these sphere-forming cells were more resistant to cisplatin after 24,48and 72hours oftreatment (2.3%vs 9.1%,8.6%vs 22.8%and 18.7%vs 36.8%,P <0.05).Conclusion :The sphere-forming cells isolated from human ovarian cancer cell line have the characterizationof cancer stem cells ,and significantly express CD44、CD117antigens.CD44may be a specific antigen marker for the human ovarian cancer stem cells.【Key words 】Ovarian neoplasms ;Tumor stem cells ;Tumor spherpids ;Serum free medi-um ,floating culture system398***山东省自然科学基金(No :Y2008c33)通讯作者Email :jxqsjy@126.com肿瘤干细胞(cancer stem cell,CSC)理论认为,肿瘤中存在一小部分具有干细胞特征的细胞,具有形成肿瘤和维持其恶性表型的功能;肿瘤干细胞对放疗及化疗药物不敏感,可能是肿瘤转移、复发、逃避化疗的根源[1]。
由于肿瘤干细胞的比例很小,如何分离、纯化,成为研究肿瘤干细胞技术的瓶颈。
最近研究表明,用无血清培养法[添加表皮生长因子(EGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)等]已从脑肿瘤、乳腺癌等组织或细胞系中获得细胞球。
这些细胞球具有干细胞样特征:自我更新、多向分化能力[2-4]。
本研究从人卵巢癌细胞系中采用无血清培养法分离培养卵巢癌干细胞,并鉴定其生物学特性,以期为今后卵巢癌个性化治疗及疗效评价提供实验基础。
1材料与方法1.1细胞株、主要试剂和仪器人卵巢癌细胞株SKOV-3(中科院上海细胞库);DMEM/F12培养基(1ʒ1,Hy-clone);RMPI 1640培养基和B27(Gibco);L-谷氨酰胺,葡萄糖,肝素钠以及胰岛素(Sigma);人表皮生长因子(EGF)和人碱性成纤维生长因子(bFGF)(Peprotech);0.25%胰蛋白酶+0.04%EDTA消化液和优级胎牛血清(中国TBD);Matrigel胶(美国BD),Tr-answell小室,25cm2培养瓶,6孔、24孔及96孔细胞培养板(美国Corning);CCK-8试剂盒(上海碧云天)。
抗CD44-FITC (法国Immunotech);抗CD117-PE(eBioscience);流式细胞仪(美国Beckman CoultER);低温高速离心机(德国Heraeus)。
1.2卵巢癌细胞球培养、传代卵巢癌SKOV-3由含10%胎牛血清RMPI1640培养基(serum-supplemented medium,SSM)常规培养。
配制无血清培养基(serum-free medium,SFM),即在不含血清的DMEM/F12培养基中添加葡萄糖(6mg/ml)、胰岛素(2μg/ml)、B27(与培养液体积比1ʒ50)、肝素钠(4μg/ml)、EGF(20ng/ml)、bFGF(20ng/ml)、青霉素(100U/ml)、链霉素(100U/ml)。
取对数生长期的细胞,0.25%胰酶+0.04%EDTA消化5min后吹打成单细胞悬液,用无血清培养基重悬,台盼蓝染色计数,以2ˑ104/ml密度接种至SFM中进行常规培养,SFM分别加入玻璃培养瓶和6孔板中,每日摇晃数次,观察细胞球形成情况,每3 4天半量换液1次,每7天传代1次。
传代时收集在SFM中悬浮的细胞球,将其离心后弃掉上清后重悬于0.25%胰酶消化液中,37ħ消化10min,添加10%胎牛血清RMPI1640培养基终止消化,吹打数次至细胞球离散为单细胞,离心洗涤后计数,仍以2ˑ104/ml密度接种至SFM中传代培养。
1.3流式细胞术检测细胞球中CD44、CD117的表达收集培养4天的第2代细胞球和正常贴壁分化细胞,胰蛋白酶消化获得单细胞悬液,PBS缓冲液洗涤细胞2次,调整细胞密度为100μl(1ˑ106个/ml),分别加入FITC-CD44抗体10μl和PE-CD117抗体5μl标志细胞,同时每种荧光抗体设同型对照,避光操作,室温孵育15min,1000r/min离心5min,弃上清,加入300μl PBS,吹打均匀后上机检测。
1.4细胞增殖实验(CCK-8法)将用SSM培养的SKOV-3细胞和用SFM培养的卵巢癌细胞球分别按2ˑ103/孔(100μl)接种于96孔板,同时以不加细胞的培养基调零,一起置于培养箱内分别培养1、2、3、4、5、6、7天。
结束培养前4h每孔加入10μl的CCK-8继续培养2h,用全自动荧光酶标仪于490nm波长处分别检测两类细胞的吸光度(A)值,取平均值并绘制细胞生长曲线。
1.5诱导分化实验在SFM中培养第2代细胞球形成4天后,收集细胞球以1000r/min离心5min,弃上清,沉淀重悬于SSM培养液中,按1ʒ2接种于25ml玻璃培养瓶中,添加5ml DMEM/F12+10%胎牛血清培养液,37ħ、5%CO2培养箱中培养。