細胞形變能力控制惡性腫瘤再生細胞在斑馬魚體內的轉移.pdf

1、腫瘤轉移是導致癌癥患者死亡的關鍵因素。在過去的數(shù)十年內，盡管研究人員投入了相當多的精力去研究腫瘤轉移，但是對于少量腫瘤細胞如何有效地形成轉移瘤，目前仍不清楚。根據(jù)本實驗室2012年于Nature Materials雜志上發(fā)表的一篇文章，通過將小鼠黑色素瘤細胞（B16-F1）培養(yǎng)在三維纖維軟膠中，我們可以篩選出一類具有高致瘤性的腫瘤細胞亞群（大約5~10％）。這類細胞高表達干性基因Sox2并低表達分化性基因Mitf，由于這類細胞不同于通過

2、干細胞表面標記等傳統(tǒng)方法篩選得到的腫瘤干細胞，因此，我們稱這類細胞為腫瘤再生細胞（tumor-repopulating cells,TRCs）。這類細胞成瘤性極強，10個腫瘤再生細胞便可在免疫系統(tǒng)正常的同源甚至異源野生型小鼠體內形成轉移瘤。但是由于小鼠組織的非透明性，我們無法使用小鼠模型來實時地觀察腫瘤再生細胞在體內的轉移過程。斑馬魚由于其機體良好的透明性，已經(jīng)成為研究脊椎動物腫瘤轉移的重要模式動物。在本文中，我們利用轉基因斑馬魚為模型

3、，研究了小鼠黑色素瘤細胞在斑馬魚體內的轉移過程，并重點研究了轉移的關鍵步驟——腫瘤細胞穿透出血管的過程。
　　在本研究當中，我們將經(jīng)過熒光標記的小鼠黑色素瘤細胞注射到受精后2天的Tg(fli1:EGFP)（綠色熒光）或者Tg(kdr1:mCherry)（紅色熒光）血管熒光化轉基因斑馬魚幼魚卵黃內。結果顯示，相比于生長在二維硬基底表面的普通腫瘤細胞，經(jīng)過三維纖維軟膠篩選的腫瘤再生細胞更容易在注射部位生長、存活并且進一步轉移到魚體其他

4、部位從而形成微轉移瘤。腫瘤再生細胞的轉移能力依賴于細胞中具有自我更新功能的Sox2基因的表達，當沉默Sox2基因表達的時候，腫瘤再生細胞的轉移能力隨即受到抑制。將腫瘤細胞注射到心包膜附近后，腫瘤細胞會在注射后的1小時內通過血管快速轉移到斑馬魚尾部。高分辨率三維成像結果顯示，腫瘤再生細胞比普通腫瘤細胞能更有效地穿透出血管從而形成微轉移瘤。進一步研究顯示，對于腫瘤細胞，無論是在體外穿透3μm孔徑的薄膜（transwell membrane）