基于微流控芯片技術(shù)解析血管內(nèi)皮細(xì)胞增強(qiáng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞抵抗替莫唑胺作用的分子機(jī)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(diǎn)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(xì)胞及其賴以生存的血管旁微環(huán)境被認(rèn)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(xì)胞微環(huán)境及信號(hào)分子介導(dǎo)的細(xì)胞相互作用對(duì)于揭開惡性膠質(zhì)瘤的治療后復(fù)發(fā)機(jī)制及探索新的治療方法有著極其重要的價(jià)值。構(gòu)建有效的體外膠質(zhì)瘤干細(xì)胞微環(huán)境模型和先進(jìn)的分析方法是解析膠質(zhì)瘤干細(xì)胞耐藥分子機(jī)制的技術(shù)瓶頸。微流控芯片技術(shù)具有與細(xì)胞

2、尺寸相匹配的微米級(jí)通道，可在時(shí)空上精確地操控多種細(xì)胞，因此廣泛地被用于細(xì)胞微環(huán)境的模擬，而與具有強(qiáng)大分子分析能力的質(zhì)譜聯(lián)用，則為分析細(xì)胞微環(huán)境復(fù)雜的分子傳導(dǎo)提供了新的平臺(tái)，是近年來國際上備受重視且迅速發(fā)展的一個(gè)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(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)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(shí)現(xiàn)對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞提高膠質(zhì)瘤干細(xì)胞耐藥性的分子機(jī)制進(jìn)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(xì)胞和膠質(zhì)瘤干細(xì)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(dòng)態(tài)的對(duì)微流控芯片上內(nèi)皮細(xì)胞與膠質(zhì)瘤干細(xì)胞相互作用進(jìn)行觀察；⑶利用微流控芯片動(dòng)態(tài)持續(xù)給藥，聯(lián)合液相質(zhì)譜，對(duì)替莫唑胺作用于膠質(zhì)瘤干細(xì)胞產(chǎn)物6-O-甲基鳥嘌呤進(jìn)行定量分析，并比較有無內(nèi)皮細(xì)胞存在時(shí)，膠質(zhì)瘤干細(xì)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(xì)胞干性相關(guān)基因 Bmi-1在血管內(nèi)皮細(xì)胞提高膠質(zhì)瘤干細(xì)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(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞相互作用的平臺(tái)。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(dòng)態(tài)的血管內(nèi)皮細(xì)胞與膠質(zhì)瘤干細(xì)胞共培養(yǎng)更能維持膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的未分化潛能；②通過微流控芯片內(nèi)皮細(xì)胞與膠質(zhì)瘤干細(xì)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(duì)微流控芯片共培養(yǎng)后的膠質(zhì)瘤干細(xì)胞內(nèi)的6-O-甲基鳥嘌呤進(jìn)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(xì)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(xì)胞，干性明顯下降，對(duì)替莫唑胺敏感性增強(qiáng)，內(nèi)皮細(xì)胞無法提高其對(duì)替莫唑胺的耐藥性，表明了Bmi-1基因在血管內(nèi)皮細(xì)胞增強(qiáng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞對(duì)替莫唑胺耐藥性起了重要的作用，可能是血管內(nèi)皮細(xì)胞增強(qiáng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞耐藥的原因。
　　結(jié)論：血管內(nèi)皮細(xì)胞通過提高膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的干性增強(qiáng)了對(duì)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(gè)過程中發(fā)揮了