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编号:10227322
高转移人肝癌细胞系转移相关因子的表达活性
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1999年第6期
     作者:田健 汤钊猷 薛琼 叶胜龙 刘银坤 林芷英 陈洁

    单位:200032 上海医科大学肝癌研究所 上海医科大学附属中山医院

    关键词:癌,肝细胞;肿瘤转移;免疫组织化学

    中华医学杂志NATIONAL MEDICAL JOURNAL OF CHINA1999年 第6期 1999 【摘要】 目的 观察分析新建立的人肝癌转移细胞系(MHCC97)转移相关因子mRNA和蛋白表达水平,以探讨其转移的可能机制。方法 利用裸鼠人肝癌转移模型(LCI-D20)的瘤组织,通过体外培养获得首株高转移人肝癌细胞系,除对其基本生物学特性进行观察外,还采用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和免疫组织化学技术(ABC法)观察转移相关因子在MHCC97细胞及其裸鼠肝内移植瘤和肺转移灶中的表达水平。结果 该细胞异种动物接种成瘤率和原位接种(肝接种)肺转移率为100%;MHCC97细胞的整合蛋白α5、β1亚基、尿激酶型纤溶酶原激活物受体(uPAR)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)和转移抑制基因nm23-H1 mRNA的RT-PCR扩增产物均呈阳性;乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)和X抗原(HBxAg)聚合酶链反应(PCR)扩增产物显示阳性;肝细胞生长因子(HGF)受体c-Met原癌基因、uPAR免疫组织化学染色显示MHCC97细胞的肝内移植瘤和肺内转移灶中瘤细胞呈强阳性反应,而α5、β1亚基仅在肝内移植瘤部分癌细胞中表达,肺转移灶癌细胞似无α5、β1表达;移植瘤和转移灶中均未见有E-钙粘素(E-cadherin)表达。结论 该细胞系具有高表达转移相关因子uPAR和c-Met,但不表达转移抑制因子E-cadherin。其基因中可能有乙型肝炎病毒DNA的整合表达。
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    Expressions of the metastasis-associated factors of a new human hepatocellular carcinoma cell line with highly metastatic potential

    TIAN Jian, TANG Zhaoyou, XUE Qiong, et al. Liver Cancer Institute, Zhongshan Hospital, Shanghai Medical University, Shanghai 200032, China

    【Abstract】 Objective To explore the expressions of some metastasis-related factors in a new human hepatocellular carcinoma cell line with a highly metastatic potential by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) and immunohistochemistry. Methods A human hepatocellular carcinoma (HCC) cell line (MHCC97) was established derived from subcutaneous xenograft of a metastatic model of human HCC in nude mice (LCI-D20) by means of alternating cell culture in vitro and grown in nude mice. RT-PCR and immunohistochemistry were performed on this line and its intrahepatic xenografts and metastatic lesions to explore the expressions of metastasis-related factors. Results The tumorigenicity and metastatic rate to lungs of MHCC97 cell line was 100% by orthotopic inoculation. RT-PCR products for integrin α5 and β1, uPAR, VEGF and nm23-H1 mRNA from MHCC97 cell line were positive. Immunostaining showed strongly positive for c-Met, uPAR in both of xenografts and lung metastatic lesions, and also positive in xenografts, but negative in lung metastatic lesions for integrin α5 and β1. E-cadherin was not expressed either in xenografts or in the metastatic lesions. The PCR productions for HBsAg and HBxAg were positive, and negative for HBcAg. Conclusions MHCC97 cell line has a ability to express some metastasis-associated factors. DNA for virus hepatitis B may be integrated into the genome of MHCC97 cells.
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    【Key words】 Carcinoma hepatocellular Neoplasm Metastasis factors Immunohistochemistry

    (Natl Med J China, 1999, 79:470-472)

    目前,有关原发性肝癌以下简称(肝癌)转移的确切机制及其与转移相关基因的关系仍不十分了解。因此,肝癌转移复发的研究已成为近年来肝癌研究的热点[1]。因此,建立一株能模拟或重现人肝癌临床转移过程的人肝癌转移细胞系对揭示肿瘤转移机制具有重要意义。最近,我们成功地建立了一株高转移人肝癌细胞系,并对其转移相关因子表达水平进行了观察和分析,以期能揭示肝癌转移的可能机制,为肝癌转移机制及临床的干预研究提供理论依据。

    材料与方法

    一、高转移细胞系建立及其成瘤性和转移性见文献[2]。
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    二、HBsAg、HBcAg和HBxAg聚合酶链反应(PCR)

    1.DNA抽提:1×106培养细胞在400 μl的DNA变性液中充分匀浆,随后加入100 μl 10×SDS(十二烷基硫酸钠),20 μl RNase (美国Promega公司),20 μl蛋白酶K(美国Sigma公司),37℃孵育24小时。氯仿-酚抽提,乙醇沉淀,再用双蒸水 溶解。

    2.PCR:20 μl PCR反应总体积中含50 pmol HBsAg、HBcAg或HBxAg正、反义引物各2 μl(序列略,上海医科大学潘小平教授提供),Taq酶(Promega公司)1 U,退火温度55 ℃,30个循环。其扩增产物于质量分数为1%的琼脂糖上电泳,一次性成像系统紫外成像。

    三、RT-PCR (Reverse Transcript PCR)
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    1.总RNA抽取:采用QIAGEN RNeasy Mini Kit(德国QIAGEN公司),按操作步骤抽提MHCC97细胞(1×106)总RNA。

    2.RT-PCR:采用美国GibcoBRL公司的Super ScriptTM Ⅱ RNaseH逆转录酶合成cDNA。在50 μl体系中对5 μg逆转录产物进行扩增。所用引物(中国科学院生物化学研究所)退火温度见表1。35个循环后,其产物于1%琼脂糖上电泳,紫外线成像。

    四、免疫组化研究

    肝内移植瘤和肺组织石蜡切片采用ABC免疫组化染色法,所用第一抗体分别为鼠抗人整合蛋白α5、β1亚基单克隆抗体(美国华盛顿大学生化系郑明哲博士提供)、兔抗人c-Met多克隆抗体(美国Santa Cruze公司)、兔抗人uPAR抗血清(上海医科大学分子遗传教研室)、山羊抗人E-cadherin多克隆抗体(美国Santa Cruze公司)和兔抗人AFP多克隆抗体(丹麦DAKO公司)。
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    结 果

    一、MHCC97细胞的成瘤性与转移性

    所有皮下、肝内注射MHCC97细胞悬液,以及肝内、眼球内再接种该细胞皮下或肝内移植瘤结节的裸鼠均可致瘤,并常有血管长入。原位(肝内)接种30天后均可发生肺部转移(图1)。

    二、乙型肝炎病毒抗原表达

    MHCC97细胞的HBsAg和HBxAg引物PCR扩增产物阳性,HBcAg表现阴性。

    三、转移相关因子的mRNA及蛋白分别在培养细胞和移植瘤肺转移灶中的表达。

    MHCC97细胞总RNA的RT-PCR结果显示整合蛋白α5、β1亚基、uPAR、VEGF和nm23-H1 mRNA均呈阳性表达。免疫组化研究发现肝内移植瘤和肺转移灶癌细胞的c-Met和uPAR呈强阳性反应;而移植瘤仅部分癌细胞有α5和β1亚基表达,肺转移灶似无表达;肝内移植瘤和肺转移灶癌细胞均无E-cadherin
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    A.H&E染色,B.AFP免疫组化×200

    图1 MHCC97细胞的肺部转移

    表1 整合蛋白α5、β1和uPAR、VEGF、nm23-H1引物序列 肿瘤相关因子

    引物

    引物序列

    退火温度(℃)

    产物大小(bp)

    α5

    正义引物

    5′-ACCAAGGCCCCAGCTCCATTAG-3′
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    57

    357

    反义引物

    5′-GCCTCACACTGCAGGCTAAATG-3′

    β1

    正义引物

    5′-AACTTGATCCCAAAGTCAGCAGTAG-3′

    57

    1200

    反义引物

    5′-ATCAGCAGTAATGCAAGGCC-3′
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    uPAR

    正义引物

    5′-GCTTAGAGAAGACGTGCAGGGA-3′

    55

    454

    反义引物

    5′-TTCACCTTCCTGGATCCAGT-3′

    VEGF

    正义引物

    5′-TTGCTTGCTCTACCTCCAC-3′

    55

, 百拇医药     490

    反义引物

    5′-AATGCTTTCTCCGCTCTG-3′

    nm23-H1

    正义引物

    5′-GCAGCCCGGAGTTCAAACCTAA-3′

    55

    685

    反义引物

    5′-GCTGGGAGGAAGCATTTTAATC-3′

    表达(图2)。
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    A.c-Met, B. uPAR, 整合素:C.α5、D.β1、E E-cadherin, F. c-Met, G. uPAR ABC免疫组化×200

    图2 肝内移植瘤、肺转移灶和MHCC97细胞(F,G)的转移相关因子的表达

    讨 论

    肿瘤细胞建系是一项难度较大的工程,一般认为平均建系成功率在2%~5%[3,4]。尤其是在长期的体外培养过程中仍要保留其高转移特性,因而可供转移研究的细胞系甚少。为了提高建系的成功率,我们改进了传统的建系模式,变单纯原代培养传代改为瘤细胞体外培养与裸鼠皮下回种多次交替进行的方式,获得了一株最终能在体外长期生长并连续传代的细胞系,同时也最大限度地保留了原移植瘤的转移生物学特性。这可能是癌细胞经过如此处理后,逐渐适应了体外生长环境,同时使一个长期培养的细胞系在短期的异种宿主生长过程中,影响到下一个表型的逆转,可使细胞保留或恢复原发瘤的性质[5]
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    恶性肿瘤其整个生物学过程涉及癌细胞的粘附、浸润和运动三个主要环节,而肿瘤血管则为肿瘤细胞提供了转移途径[6]。已知整合蛋白α5、β1是纤粘连蛋白(fibronectin, FN)的受体,而后者是细胞外基质的重要组成部分。α5、β1亚基表达水平下调或其在细胞表面的重新分布与癌细胞粘附细胞外基质(extracellular matrix, ECM)能力的改变密切相关[7],E-cadherin则通过介导同源细胞间粘附而维持上皮细胞之间的结构和连接,其表达下降,可导致细胞分离脱落,发生转移[8]。α5、β1 mRNA以及移植瘤中部分癌细胞的阳性结果提示,MHCC97细胞具有粘附ECM的作用,而E-cadherin和肺转移灶的α5、β1阴性表达则提示瘤细胞间粘附能力下降,并能适时地从ECM上脱落而完成转移。与E-cadherin作用相反,肝细胞生长因子(HGF)在肿瘤转移过程中的一个作用是介导瘤细胞彼此分散而启动细胞运动。HGF还具有诱导uPAR和血管形成的作用,这些均是通过其细胞表面受体c-Met的信号传导实现的[9]
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    此外,蛋白的降解作用也是完成侵袭转移的必备条件。已知uPA具有启动纤溶系统,促进肿瘤细胞周围的基质降解的作用[10]。但uPA必须与细胞表面受体uPAR结合才表现活性。uPAR高水平表达可更有效地结合uPA,使结合状态的uPA缓慢地由受体解离。uPAR的mRNA和蛋白的高水平表达可能与MHCC97细胞高侵袭性有关。

    nm23基因是一个多效基因,其表达在人类肿瘤中的重要性可因肿瘤发生器官不同而异[11]。在某些肿瘤它主要表现为抑制作用,而在另一些肿瘤可能表现为细胞分化和增殖作用。MHCC97细胞系nm23-H1 mRNA阳性表达可能与其介导细胞增殖作用有关。

    注释:本课题为上海市医学领先学科基金(950002)和美国中华医学基金会基金(93-583)资助项目。

    参考文献

, 百拇医药     1 汤钊猷.肝癌复发转移的临床与实验研究与展望.世界科技与发展,1997,19:30-34.

    2 田健,汤钊猷,叶胜龙,等.具有高转移潜能的人肝癌细胞系的建立及其生物学特性. 中华肿

    瘤杂志,1998,20:405-407.

    3 Giard DT, Aaronson SA, Todaro GJ, et al. In vitro cultivation of human tumors:

    establishment of cell lines from a series of solid tumor. J Natl Cancer Inst,1973, 51:1417-1423.

    4 许沈华.体外建立人大肠癌细胞株及其应用进展.国外医学肿瘤分册,1983,10:217-222.
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    5 Koura M, Isaka H. Establishment of a human colon adenocarcinoma cell line

    producing carcinoembryonic antigen. Gann, 1980, 71:313-317.

    6 Fidler IJ, Ellis LM. The implications of angiogenesis for the biology and therapy

    of cancer metastasis. Cell, 1994, 79:185-188.

    7 Albelda SM. Role of integrins and other adhesion moleculars in tumor progression
, http://www.100md.com
    and metastasis. Lab Invest, 1993, 68:4-17.

    8 Takerchi M. Cadherins in cancer: Implications of invasion and metastasis. Curr

    Opin Cell Biol, 1993, 5:806-812.

    9 Jeffers M, Rong S, Van Woude GF. Enhanced tumorigenicity and invasion-metastasis

    by HGF/SF-Met signalling in human cells concomitant with induction the urokinases

    proteolysis net work. Mol Cell Biol, 1996, 16:1115-1125.

    10 Blasi F. Urokinase and urokinase receptor: a paracrine/autocrine system

    regulating and invasiveness. Bioassays, 1993, 15:105-111.

    11 王丹.nm23基因是否是转移抑制基因.国外医学肿瘤分册,1995,22:52-54.

    收稿:1998-09-24 修回:1999-01-29, http://www.100md.com