基于微流控芯片技術(shù)解析血管內(nèi)皮細胞增強膠質(zhì)瘤干細胞抵抗替莫唑胺作用的分子機制.pdf

1、目的：腦膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，其特點是發(fā)病率高和預(yù)后差。惡性膠質(zhì)瘤中具有高度自我更新能力和增殖能力的膠質(zhì)瘤干細胞及其賴以生存的血管旁微環(huán)境被認為是惡性膠質(zhì)瘤治療耐受和復(fù)發(fā)的根本原因。體外模擬膠質(zhì)瘤干細胞微環(huán)境及信號分子介導(dǎo)的細胞相互作用對于揭開惡性膠質(zhì)瘤的治療后復(fù)發(fā)機制及探索新的治療方法有著極其重要的價值。構(gòu)建有效的體外膠質(zhì)瘤干細胞微環(huán)境模型和先進的分析方法是解析膠質(zhì)瘤干細胞耐藥分子機制的技術(shù)瓶頸。微流控芯片技術(shù)具有與細胞

2、尺寸相匹配的微米級通道，可在時空上精確地操控多種細胞，因此廣泛地被用于細胞微環(huán)境的模擬，而與具有強大分子分析能力的質(zhì)譜聯(lián)用，則為分析細胞微環(huán)境復(fù)雜的分子傳導(dǎo)提供了新的平臺，是近年來國際上備受重視且迅速發(fā)展的一個新興領(lǐng)域。本研究擬通過在微流控芯片上模擬膠質(zhì)瘤干細胞與血管內(nèi)皮細胞相互作用的微環(huán)境，結(jié)合液相質(zhì)譜檢測技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)及替莫唑胺藥物干預(yù)，以實現(xiàn)對血管內(nèi)皮細胞提高膠質(zhì)瘤干細胞耐藥性的分子機制進行解析。
　　方法：⑴利用微流

3、控芯片的技術(shù)，模擬體內(nèi)血管內(nèi)皮細胞和膠質(zhì)瘤干細胞共培養(yǎng)的微環(huán)境；⑵結(jié)合免疫熒光染色和基因轉(zhuǎn)染的技術(shù)，動態(tài)的對微流控芯片上內(nèi)皮細胞與膠質(zhì)瘤干細胞相互作用進行觀察；⑶利用微流控芯片動態(tài)持續(xù)給藥，聯(lián)合液相質(zhì)譜，對替莫唑胺作用于膠質(zhì)瘤干細胞產(chǎn)物6-O-甲基鳥嘌呤進行定量分析，并比較有無內(nèi)皮細胞存在時，膠質(zhì)瘤干細胞產(chǎn)物6-O-甲基鳥嘌呤的變化。⑷結(jié)合基因調(diào)控的技術(shù)，研究膠質(zhì)瘤干細胞干性相關(guān)基因 Bmi-1在血管內(nèi)皮細胞提高膠質(zhì)瘤干細胞替莫唑胺化療

4、耐藥性的作用。
　　結(jié)果：①結(jié)合微流控芯片技術(shù)，我們成功地構(gòu)建了能夠用于模擬體內(nèi)膠質(zhì)瘤干細胞與血管內(nèi)皮細胞相互作用的平臺。與傳統(tǒng)的transwell共培養(yǎng)方法相比，我們發(fā)現(xiàn)基于微流控芯片技術(shù)動態(tài)的血管內(nèi)皮細胞與膠質(zhì)瘤干細胞共培養(yǎng)更能維持膠質(zhì)瘤干細胞的未分化潛能；②通過微流控芯片內(nèi)皮細胞與膠質(zhì)瘤干細胞共培養(yǎng)后持續(xù)給藥，結(jié)合液相質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)成功地對微流控芯片共培養(yǎng)后的膠質(zhì)瘤干細胞內(nèi)的6-O-甲基鳥嘌呤進行了定量分析，發(fā)現(xiàn)6-O-甲基鳥

5、嘌呤與膠質(zhì)瘤干細胞的耐藥呈正相關(guān)；③結(jié)合基因調(diào)控技術(shù)，我們發(fā)現(xiàn) Bmi-1基因下調(diào)的膠質(zhì)瘤干細胞，干性明顯下降，對替莫唑胺敏感性增強，內(nèi)皮細胞無法提高其對替莫唑胺的耐藥性，表明了Bmi-1基因在血管內(nèi)皮細胞增強膠質(zhì)瘤干細胞對替莫唑胺耐藥性起了重要的作用，可能是血管內(nèi)皮細胞增強膠質(zhì)瘤干細胞耐藥的原因。
　　結(jié)論：血管內(nèi)皮細胞通過提高膠質(zhì)瘤干細胞的干性增強了對替莫唑胺治療的抵抗，Bmi-1基因及6-O-甲基鳥嘌呤分子在這個過程中發(fā)揮了