基于微流控芯片平臺(tái)腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞在GRP78相關(guān)性人肺腺癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇耐藥中的作用研究.pdf

1、目的:肺癌不論發(fā)病率或死亡率均在眾腫瘤中位居前列，成為對(duì)人群生命威脅最大的惡性腫瘤之一。而多數(shù)患者確診時(shí)為晚期肺癌，失去最佳手術(shù)時(shí)機(jī)，故化療在肺癌的治療中起主要作用。然而因腫瘤細(xì)胞易對(duì)化療藥物產(chǎn)生耐受性常常導(dǎo)致化療以失敗告終，所以如何改善肺癌細(xì)胞耐藥迫在眉睫。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)微流控芯片平臺(tái)，以人肺腺癌細(xì)胞A549細(xì)胞系為研究對(duì)象，以腫瘤微環(huán)境的主要基質(zhì)細(xì)胞—腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞CAFs和A549細(xì)胞上的一種應(yīng)激蛋白—葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP7

2、8)為研究靶點(diǎn)，來(lái)探索CAFs是否參與了肺癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇(PTX)的耐藥，CAFs是否引起A549細(xì)胞GRP78表達(dá)的改變，以及由CAFs引起的耐藥是否由A549細(xì)胞GRP78所介導(dǎo)，進(jìn)而為臨床上改善肺癌的耐藥提供導(dǎo)向作用。
　　方法:本實(shí)驗(yàn)通過(guò)微流控芯片平臺(tái)對(duì)肺癌的耐藥機(jī)制進(jìn)行探索，該裝置包括4個(gè)雙層微流控芯片單體和16個(gè)MS26注射泵，每個(gè)微芯片單體由一個(gè)雙層芯片和4個(gè)MS26注射器構(gòu)成。上層芯片用來(lái)培養(yǎng)成纖維細(xì)胞以及供給下層

3、所培養(yǎng)細(xì)胞（腫瘤細(xì)胞）所需的流動(dòng)新鮮培養(yǎng)基。成纖維細(xì)胞的分泌物以及由MS26注射泵持續(xù)泵入的新鮮培養(yǎng)基可以通過(guò)上下層之間的孔道流入下層的腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)池，為腫瘤細(xì)胞的培養(yǎng)創(chuàng)造了接近體內(nèi)真實(shí)狀態(tài)的微環(huán)境。下層芯片主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)藥敏檢測(cè)、熒光分析以及腫瘤細(xì)胞的三維培養(yǎng)。下層芯片由濃度梯度發(fā)生器和腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)單元構(gòu)成，通過(guò)將細(xì)胞懸液凝膠混合物注入細(xì)胞培養(yǎng)池來(lái)實(shí)現(xiàn)三維培養(yǎng)體系，不同濃度的化療藥物經(jīng)濃度發(fā)生器后產(chǎn)生4種不同的工作濃度作用于下游的腫瘤細(xì)

4、胞，進(jìn)一步對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行凋亡染色、蛋白定量及統(tǒng)計(jì)分析得到最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)同時(shí)也于大體平臺(tái)對(duì)蛋白定量分析進(jìn)行了Western blot檢測(cè)，對(duì)于芯片平臺(tái)的蛋白含量檢測(cè)所得的熒光結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。將人肺腺癌細(xì)胞A549隨機(jī)分為單培養(yǎng)組（單一A549）、共培養(yǎng)組（A549與CAFs）、抑制共培養(yǎng)組（同時(shí)加入GRP78抑制劑BAPTA-AM）、誘導(dǎo)共培養(yǎng)組（同時(shí)加入GRP78誘導(dǎo)劑A23187）。采用凋亡染色方法檢測(cè)各實(shí)驗(yàn)組中A549細(xì)胞對(duì)不

5、同濃度的紫杉醇(PTX)的藥物敏感情況。通過(guò)芯片平臺(tái)免疫熒光及大體平臺(tái)Western blot對(duì)各組A549細(xì)胞GRP78的表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)不同組A549細(xì)胞暴露在PTX下的凋亡率變化及GRP78表達(dá)水平，來(lái)探索CAFs是否參與了A549細(xì)胞對(duì)PTX的耐藥，CAFs對(duì)A549細(xì)胞GRP78表達(dá)的影響，同時(shí)，通過(guò)上調(diào)或下調(diào)GRP78的表達(dá)后檢測(cè)A549細(xì)胞對(duì)PTX的細(xì)胞凋亡率，來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明CAFs引起的A549細(xì)胞對(duì)PTX的耐藥是否由A

6、549細(xì)胞GRP78所介導(dǎo)。
　　結(jié)果:本實(shí)驗(yàn)成功設(shè)計(jì)的雙層微流控芯片系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了CAFs與A549的共培養(yǎng)，化療藥物及空白培養(yǎng)基經(jīng)濃度發(fā)生器混合后可產(chǎn)生4∶3∶1∶0的濃度梯度，細(xì)胞培養(yǎng)單元使細(xì)胞實(shí)現(xiàn)了三維培養(yǎng)。通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)平臺(tái)與芯片平臺(tái)對(duì)蛋白含量檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，充分說(shuō)明芯片平臺(tái)的可靠的應(yīng)用價(jià)值。單培養(yǎng)組與共培養(yǎng)組對(duì)比示:1.與CAFs共培養(yǎng)后，A549細(xì)胞對(duì)PTX的敏感性較A549單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)低(p＜0.05)，說(shuō)明CAFs促進(jìn)A

7、549細(xì)胞對(duì)PTX的耐藥。2.與CAFs共培養(yǎng)后，A549緬胞的GRP78表達(dá)升高(p＜0.05)，說(shuō)明CAFs誘導(dǎo)了A549細(xì)胞GRP78的表達(dá)。共培養(yǎng)組、抑制共培養(yǎng)組、誘導(dǎo)共培養(yǎng)組結(jié)果比較顯示:抑制GRP78的表達(dá)后，A549細(xì)胞對(duì)PTX的敏感性較共培養(yǎng)組升高(p＜0.05);誘導(dǎo)GRP78的表達(dá)后，A549細(xì)胞對(duì)PTX的敏感性較共培養(yǎng)組降低(p＜0.05);說(shuō)明GRP78參與了A549緬胞對(duì)PTX的耐藥。根據(jù)上述結(jié)果，我們可推斷出