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共培養(yǎng)體系下巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的影響及機(jī)制研究一、引言1.1研究背景胃癌作為全球范圍內(nèi)高發(fā)的惡性腫瘤之一,嚴(yán)重威脅人類健康。據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)發(fā)布的全球癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,胃癌的發(fā)病率和死亡率在各類癌癥中均位居前列。在我國(guó),胃癌同樣是常見(jiàn)的消化道惡性腫瘤,其發(fā)病隱匿,多數(shù)患者確診時(shí)已處于中晚期,5年生存率較低。盡管近年來(lái)在胃癌的診斷和治療方面取得了一定進(jìn)展,如手術(shù)技術(shù)的改進(jìn)、化療藥物的研發(fā)以及靶向治療的應(yīng)用等,但患者的總體預(yù)后仍然不理想,復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移率居高不下。胃癌干細(xì)胞(GastricCancerStemCells,GCSCs)的發(fā)現(xiàn)為理解胃癌的發(fā)病機(jī)制和治療難題提供了新的視角。GCSCs是存在于胃癌組織中的一小部分具有自我更新和多向分化潛能的細(xì)胞,它們?cè)谀[瘤的起始、發(fā)展、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)中起著關(guān)鍵作用。與普通胃癌細(xì)胞相比,GCSCs具有更強(qiáng)的增殖能力、更高的致瘤性、抗凋亡能力以及耐藥性,能夠逃避免疫系統(tǒng)的攻擊和化療藥物的殺傷,這使得胃癌難以被徹底根除,成為導(dǎo)致胃癌復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的重要根源。研究表明,GCSCs可以通過(guò)不對(duì)稱分裂產(chǎn)生一個(gè)與自身相同的干細(xì)胞和一個(gè)分化細(xì)胞,從而維持腫瘤細(xì)胞的持續(xù)增殖;同時(shí),它們還能分泌多種細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子,促進(jìn)腫瘤血管生成和腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移。此外,GCSCs表面存在一些特定的標(biāo)志物,如CD44、CD133、ALDH等,這些標(biāo)志物不僅有助于識(shí)別和分離GCSCs,也為靶向治療提供了潛在的靶點(diǎn)。腫瘤微環(huán)境(TumorMicroenvironment,TME)是腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和轉(zhuǎn)移的重要場(chǎng)所,它由腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞以及細(xì)胞外基質(zhì)等組成,其中巨噬細(xì)胞是TME中數(shù)量最多的免疫細(xì)胞之一,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著復(fù)雜而關(guān)鍵的作用。巨噬細(xì)胞具有高度的可塑性和異質(zhì)性,根據(jù)其活化狀態(tài)和功能特性,可分為經(jīng)典活化的M1型巨噬細(xì)胞和替代活化的M2型巨噬細(xì)胞。M1型巨噬細(xì)胞具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性,能夠分泌促炎細(xì)胞因子,如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-12(IL-12)等,激活T細(xì)胞免疫應(yīng)答,直接殺傷腫瘤細(xì)胞或通過(guò)招募其他免疫細(xì)胞間接抑制腫瘤生長(zhǎng);而M2型巨噬細(xì)胞則表現(xiàn)出促腫瘤作用,它們分泌免疫抑制因子,如白細(xì)胞介素-10(IL-10)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移,抑制機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng),還能參與腫瘤血管生成和組織修復(fù)過(guò)程。在腫瘤發(fā)展過(guò)程中,TME中的多種因素,如腫瘤細(xì)胞分泌的趨化因子、細(xì)胞因子以及代謝產(chǎn)物等,可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型極化,形成腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(Tumor-AssociatedMacrophages,TAMs),TAMs在胃癌組織中大量浸潤(rùn),與腫瘤的惡性程度、轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后密切相關(guān)。巨噬細(xì)胞與胃癌干細(xì)胞之間存在著復(fù)雜的相互作用,這種相互作用對(duì)胃癌的生物學(xué)行為產(chǎn)生著深遠(yuǎn)影響。一方面,巨噬細(xì)胞可以通過(guò)分泌細(xì)胞因子、趨化因子以及外泌體等物質(zhì),調(diào)節(jié)胃癌干細(xì)胞的干性維持、增殖、分化和凋亡等過(guò)程;另一方面,胃癌干細(xì)胞也能通過(guò)釋放信號(hào)分子,影響巨噬細(xì)胞的極化和功能,塑造有利于腫瘤生長(zhǎng)的微環(huán)境。深入研究巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的影響機(jī)制,對(duì)于揭示胃癌的發(fā)病機(jī)制、尋找新的治療靶點(diǎn)以及開(kāi)發(fā)更有效的治療策略具有重要的理論和臨床意義。目前,雖然已有一些關(guān)于巨噬細(xì)胞與胃癌干細(xì)胞相互作用的研究報(bào)道,但其中的具體分子機(jī)制和信號(hào)通路尚未完全明確,仍存在許多未知領(lǐng)域有待探索。1.2研究目的和意義本研究旨在通過(guò)建立胃癌干細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系,深入探究巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的影響,包括對(duì)其增殖、凋亡、干性維持、侵襲轉(zhuǎn)移能力等生物學(xué)行為的調(diào)控作用,并揭示其中潛在的分子機(jī)制和信號(hào)通路。具體而言,擬通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)技術(shù),如細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、蛋白質(zhì)組學(xué)分析等,觀察巨噬細(xì)胞與胃癌干細(xì)胞相互作用后,胃癌干細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物、信號(hào)分子、細(xì)胞因子等的表達(dá)變化,以及這些變化如何影響胃癌干細(xì)胞的特性和功能。同時(shí),還將探討巨噬細(xì)胞極化狀態(tài)的改變對(duì)胃癌干細(xì)胞的影響差異,明確M1型和M2型巨噬細(xì)胞在調(diào)控胃癌干細(xì)胞過(guò)程中的不同作用機(jī)制。胃癌作為一種嚴(yán)重威脅人類健康的惡性腫瘤,其治療現(xiàn)狀仍不容樂(lè)觀。盡管目前的治療手段在一定程度上能夠緩解病情,但由于胃癌干細(xì)胞的存在,腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移問(wèn)題依然難以解決。深入了解巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的影響機(jī)制,對(duì)于開(kāi)發(fā)新的胃癌治療策略具有重要的理論和臨床意義。從理論層面來(lái)看,這有助于進(jìn)一步完善對(duì)胃癌發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí),揭示腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞間相互作用的奧秘,豐富腫瘤生物學(xué)的理論體系。巨噬細(xì)胞與胃癌干細(xì)胞之間的復(fù)雜關(guān)系涉及多個(gè)信號(hào)通路和分子機(jī)制,對(duì)這些內(nèi)容的深入研究將為腫瘤研究領(lǐng)域提供新的思路和方向,推動(dòng)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。從臨床應(yīng)用角度而言,本研究的成果有望為胃癌的治療提供新的靶點(diǎn)和策略。如果能夠明確巨噬細(xì)胞調(diào)控胃癌干細(xì)胞的關(guān)鍵分子和信號(hào)通路,就可以針對(duì)性地開(kāi)發(fā)靶向藥物,通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的功能或阻斷其與胃癌干細(xì)胞之間的有害相互作用,來(lái)抑制胃癌干細(xì)胞的活性,從而提高胃癌的治療效果,降低腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移率,改善患者的預(yù)后。此外,對(duì)巨噬細(xì)胞和胃癌干細(xì)胞相互作用的研究還有助于優(yōu)化現(xiàn)有治療方案,如聯(lián)合免疫治療和靶向治療等,為實(shí)現(xiàn)胃癌的精準(zhǔn)治療提供依據(jù),具有重要的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。二、文獻(xiàn)綜述2.1胃癌干細(xì)胞概述胃癌干細(xì)胞是存在于胃癌組織中的一小群具有干細(xì)胞特性的細(xì)胞,它們?cè)谖赴┑陌l(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移和耐藥等過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。2007年,Houghton等首次從胃癌組織中分離出具有干細(xì)胞特性的細(xì)胞,證實(shí)了胃癌干細(xì)胞的存在,這一發(fā)現(xiàn)為胃癌的研究開(kāi)辟了新的方向。胃癌干細(xì)胞具有一系列獨(dú)特的生物學(xué)特性。首先,它們具備自我更新能力,能夠通過(guò)不對(duì)稱分裂產(chǎn)生一個(gè)與自身相同的干細(xì)胞和一個(gè)分化細(xì)胞,從而維持腫瘤細(xì)胞群體的穩(wěn)定和持續(xù)增殖。這種自我更新能力使得胃癌干細(xì)胞能夠在腫瘤組織中不斷自我復(fù)制,為腫瘤的生長(zhǎng)提供源源不斷的細(xì)胞來(lái)源。其次,胃癌干細(xì)胞具有多向分化潛能,能夠分化為多種不同類型的胃癌細(xì)胞,形成腫瘤的異質(zhì)性。這種異質(zhì)性使得腫瘤細(xì)胞在形態(tài)、功能和生物學(xué)行為上表現(xiàn)出多樣性,增加了腫瘤治療的難度。此外,胃癌干細(xì)胞還具有高致瘤性,少量的胃癌干細(xì)胞就能夠在免疫缺陷小鼠體內(nèi)形成腫瘤,而普通胃癌細(xì)胞則需要大量接種才能致瘤。胃癌干細(xì)胞對(duì)化療藥物和放療具有較強(qiáng)的耐受性,這是導(dǎo)致胃癌治療后復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的重要原因之一。它們能夠通過(guò)多種機(jī)制來(lái)抵抗治療,如高表達(dá)ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族成員,將化療藥物泵出細(xì)胞外,降低細(xì)胞內(nèi)藥物濃度;激活DNA損傷修復(fù)機(jī)制,減少放療和化療對(duì)DNA的損傷;以及上調(diào)抗凋亡蛋白的表達(dá),抑制細(xì)胞凋亡等。目前,常用的胃癌干細(xì)胞分離鑒定方法主要基于其表面標(biāo)志物、生物學(xué)特性以及功能特性等方面。表面標(biāo)志物是分離鑒定胃癌干細(xì)胞的重要依據(jù)之一,常見(jiàn)的胃癌干細(xì)胞表面標(biāo)志物包括CD44、CD133、ALDH1等。CD44是一種細(xì)胞表面黏附分子,其在胃癌干細(xì)胞中的表達(dá)與腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移和預(yù)后密切相關(guān)。研究表明,CD44陽(yáng)性的胃癌細(xì)胞具有更強(qiáng)的自我更新和致瘤能力,能夠在體外形成腫瘤球,并且在體內(nèi)更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。CD133是一種跨膜糖蛋白,最初被認(rèn)為是多種腫瘤干細(xì)胞的標(biāo)志物。在胃癌中,CD133陽(yáng)性的細(xì)胞亞群表現(xiàn)出干細(xì)胞特性,如自我更新、多向分化和高致瘤性等。ALDH1是醛脫氫酶家族的成員之一,它在維持干細(xì)胞的干性和代謝平衡中發(fā)揮重要作用。ALDH1高表達(dá)的胃癌細(xì)胞具有較高的干細(xì)胞活性,對(duì)化療藥物更具耐藥性,并且與胃癌的不良預(yù)后相關(guān)。除了表面標(biāo)志物,還可以利用胃癌干細(xì)胞的生物學(xué)特性進(jìn)行分離鑒定。例如,胃癌干細(xì)胞具有懸浮生長(zhǎng)的特性,能夠在無(wú)血清培養(yǎng)基中形成腫瘤球。通過(guò)懸浮培養(yǎng)法,可以將胃癌干細(xì)胞從普通胃癌細(xì)胞中分離出來(lái),腫瘤球中的細(xì)胞富集了胃癌干細(xì)胞,具有更強(qiáng)的自我更新和分化能力。此外,根據(jù)胃癌干細(xì)胞的功能特性,如高致瘤性和耐藥性等,也可以采用體內(nèi)成瘤實(shí)驗(yàn)和藥物耐受性實(shí)驗(yàn)等方法來(lái)鑒定胃癌干細(xì)胞。將分離得到的細(xì)胞接種到免疫缺陷小鼠體內(nèi),觀察其致瘤能力;或者用化療藥物處理細(xì)胞,檢測(cè)其耐藥性,從而確定是否為胃癌干細(xì)胞。胃癌干細(xì)胞在胃癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中扮演著至關(guān)重要的角色。在胃癌的起始階段,胃癌干細(xì)胞可能起源于胃黏膜上皮干細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化,或者是已分化的胃上皮細(xì)胞通過(guò)去分化獲得干細(xì)胞特性。這些異常的干細(xì)胞在多種致癌因素的作用下,不斷增殖并分化為腫瘤細(xì)胞,逐漸形成腫瘤組織。隨著腫瘤的發(fā)展,胃癌干細(xì)胞通過(guò)自我更新和分化,維持腫瘤細(xì)胞的數(shù)量和異質(zhì)性,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)張。同時(shí),胃癌干細(xì)胞還能夠分泌多種細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子,如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)等,這些因子可以刺激腫瘤血管生成,為腫瘤細(xì)胞提供充足的營(yíng)養(yǎng)和氧氣,進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。在胃癌的轉(zhuǎn)移過(guò)程中,胃癌干細(xì)胞起著關(guān)鍵的推動(dòng)作用。它們具有較強(qiáng)的遷移和侵襲能力,能夠突破基底膜,進(jìn)入血液循環(huán)或淋巴循環(huán),從而轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)處器官。研究發(fā)現(xiàn),胃癌干細(xì)胞可以通過(guò)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過(guò)程,獲得間質(zhì)細(xì)胞的特性,如高遷移性和侵襲性,使其更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。此外,胃癌干細(xì)胞還能夠在轉(zhuǎn)移部位定植并形成新的腫瘤病灶,導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。胃癌干細(xì)胞的耐藥性也是胃癌治療面臨的一大難題。由于胃癌干細(xì)胞具有多種耐藥機(jī)制,使得傳統(tǒng)的化療和放療難以將其徹底清除。如前所述,胃癌干細(xì)胞高表達(dá)的ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族成員,如P-糖蛋白(P-gp)、乳腺癌耐藥蛋白(BCRP)等,能夠?qū)⒒熕幬镏鲃?dòng)泵出細(xì)胞外,降低細(xì)胞內(nèi)藥物濃度,從而產(chǎn)生耐藥性。胃癌干細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)機(jī)制較為活躍,當(dāng)受到放療或化療引起的DNA損傷時(shí),它們能夠迅速啟動(dòng)修復(fù)程序,減少DNA損傷對(duì)細(xì)胞的致死性,維持細(xì)胞的存活和增殖能力。胃癌干細(xì)胞還可以通過(guò)上調(diào)抗凋亡蛋白的表達(dá),如Bcl-2、Survivin等,抑制細(xì)胞凋亡信號(hào)通路,抵抗化療藥物和放療誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。此外,腫瘤微環(huán)境中的各種因素,如缺氧、酸性pH值、細(xì)胞外基質(zhì)成分等,也可以通過(guò)調(diào)節(jié)胃癌干細(xì)胞的信號(hào)通路,增強(qiáng)其耐藥性。2.2巨噬細(xì)胞概述巨噬細(xì)胞是免疫系統(tǒng)中一類重要的免疫細(xì)胞,屬于單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng),廣泛分布于人體的各種組織和器官中,在機(jī)體的免疫防御、免疫監(jiān)視和免疫自穩(wěn)等過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。巨噬細(xì)胞起源于骨髓中的造血干細(xì)胞,造血干細(xì)胞首先分化為髓系祖細(xì)胞,髓系祖細(xì)胞進(jìn)一步分化為單核細(xì)胞,單核細(xì)胞在血液中循環(huán)一段時(shí)間后,遷移到組織中并分化為巨噬細(xì)胞。除了來(lái)源于單核細(xì)胞外,研究發(fā)現(xiàn),在胚胎發(fā)育早期,卵黃囊中的原始巨噬細(xì)胞也可以遷移到組織中并長(zhǎng)期維持,成為組織駐留巨噬細(xì)胞的重要來(lái)源,這表明巨噬細(xì)胞具有雙重起源。不同組織中的巨噬細(xì)胞具有不同的名稱和功能特點(diǎn),如肝臟中的庫(kù)普弗細(xì)胞、肺中的肺泡巨噬細(xì)胞、腦組織中的小膠質(zhì)細(xì)胞、骨組織中的破骨細(xì)胞等。巨噬細(xì)胞具有高度的可塑性和異質(zhì)性,根據(jù)其活化狀態(tài)和功能特性,可分為經(jīng)典活化的M1型巨噬細(xì)胞和替代活化的M2型巨噬細(xì)胞,這種分類方式有助于深入理解巨噬細(xì)胞在不同生理和病理?xiàng)l件下的作用機(jī)制。M1型巨噬細(xì)胞通常由細(xì)菌脂多糖(LPS)、干擾素-γ(IFN-γ)等刺激物激活,其主要功能是參與免疫防御和促炎反應(yīng)。M1型巨噬細(xì)胞能夠分泌大量的促炎細(xì)胞因子,如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和白細(xì)胞介素-12(IL-12)等。這些細(xì)胞因子可以激活其他免疫細(xì)胞,如T細(xì)胞、NK細(xì)胞等,增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)答,從而有效地殺傷病原體和腫瘤細(xì)胞。M1型巨噬細(xì)胞還具有較強(qiáng)的吞噬能力,能夠吞噬和清除外來(lái)病原體、腫瘤細(xì)胞以及凋亡細(xì)胞等,在感染和炎癥早期發(fā)揮重要的防御作用。M2型巨噬細(xì)胞則主要由白細(xì)胞介素-4(IL-4)、白細(xì)胞介素-13(IL-13)等細(xì)胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生,其功能主要與抗炎反應(yīng)、組織修復(fù)和免疫調(diào)節(jié)有關(guān)。M2型巨噬細(xì)胞分泌抗炎細(xì)胞因子,如白細(xì)胞介素-10(IL-10)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等,這些細(xì)胞因子可以抑制炎癥反應(yīng),減輕組織損傷,促進(jìn)組織修復(fù)和再生。M2型巨噬細(xì)胞還參與調(diào)節(jié)Th2型免疫應(yīng)答,促進(jìn)體液免疫反應(yīng),在過(guò)敏反應(yīng)和寄生蟲(chóng)感染等情況下發(fā)揮重要作用。M2型巨噬細(xì)胞還能夠促進(jìn)血管生成和基質(zhì)沉積,有助于傷口愈合和組織重塑。巨噬細(xì)胞在免疫反應(yīng)中扮演著多重角色,既是先天免疫的重要組成部分,又能調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫應(yīng)答。在先天免疫中,巨噬細(xì)胞作為機(jī)體抵御病原體入侵的第一道防線,能夠迅速識(shí)別和吞噬病原體,通過(guò)釋放細(xì)胞因子和趨化因子招募其他免疫細(xì)胞到感染部位,啟動(dòng)炎癥反應(yīng)。巨噬細(xì)胞表面表達(dá)多種模式識(shí)別受體(PatternRecognitionReceptors,PRRs),如Toll樣受體(TLRs)、NOD樣受體(NLRs)等,這些受體可以識(shí)別病原體表面的病原體相關(guān)分子模式(Pathogen-AssociatedMolecularPatterns,PAMPs),如細(xì)菌的脂多糖、病毒的雙鏈RNA等,從而激活巨噬細(xì)胞的免疫應(yīng)答。巨噬細(xì)胞在吞噬病原體后,會(huì)將病原體降解,并將抗原肽呈遞給T細(xì)胞,啟動(dòng)適應(yīng)性免疫應(yīng)答。作為抗原呈遞細(xì)胞,巨噬細(xì)胞能夠?qū)⑻幚砗蟮目乖c主要組織相容性復(fù)合體(MHC)分子結(jié)合,呈遞給T細(xì)胞表面的T細(xì)胞受體(TCR),同時(shí)提供共刺激信號(hào),激活T細(xì)胞的活化和增殖。活化的T細(xì)胞可以進(jìn)一步分化為效應(yīng)T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞,發(fā)揮細(xì)胞免疫和免疫記憶功能。在腫瘤微環(huán)境中,巨噬細(xì)胞同樣發(fā)揮著復(fù)雜而重要的作用,其功能具有雙重性,既可以表現(xiàn)出抗腫瘤活性,也可能促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和發(fā)展。當(dāng)巨噬細(xì)胞被激活為M1型時(shí),它們具有直接殺傷腫瘤細(xì)胞的能力。M1型巨噬細(xì)胞可以通過(guò)分泌細(xì)胞毒性物質(zhì),如一氧化氮(NO)、活性氧(ROS)等,直接損傷腫瘤細(xì)胞的DNA、蛋白質(zhì)和細(xì)胞膜,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡。M1型巨噬細(xì)胞還可以分泌促炎細(xì)胞因子,激活T細(xì)胞和NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞,增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)。它們能夠招募T細(xì)胞到腫瘤部位,促進(jìn)T細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別和殺傷,從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。然而,在腫瘤微環(huán)境中,巨噬細(xì)胞往往被誘導(dǎo)向M2型極化,形成腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(Tumor-AssociatedMacrophages,TAMs)。TAMs具有促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)、血管生成、免疫抑制和轉(zhuǎn)移的作用。TAMs可以分泌多種細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子,如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)等,這些因子能夠促進(jìn)腫瘤血管生成,為腫瘤細(xì)胞提供充足的營(yíng)養(yǎng)和氧氣,支持腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散。TAMs還能分泌免疫抑制因子,如IL-10和TGF-β等,抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性,逃避免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和攻擊。TAMs還可以通過(guò)分泌基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)等蛋白酶,降解細(xì)胞外基質(zhì),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。腫瘤微環(huán)境中的多種因素,如腫瘤細(xì)胞分泌的趨化因子、細(xì)胞因子、代謝產(chǎn)物以及缺氧等,都可以影響巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài),使其向M2型極化,從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展。2.3共培養(yǎng)體系在腫瘤研究中的應(yīng)用共培養(yǎng)體系是一種在體外實(shí)驗(yàn)中將兩種或兩種以上不同類型的細(xì)胞共同培養(yǎng)于同一體系中的技術(shù),能夠模擬體內(nèi)細(xì)胞之間的相互作用微環(huán)境,有助于更深入地研究細(xì)胞間的信號(hào)傳導(dǎo)、物質(zhì)交換、功能調(diào)節(jié)等復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程。在腫瘤研究領(lǐng)域,共培養(yǎng)體系具有不可或缺的作用,為深入探究腫瘤的發(fā)生發(fā)展機(jī)制、腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境中其他細(xì)胞的相互作用以及開(kāi)發(fā)新的治療策略提供了有力的工具。根據(jù)細(xì)胞之間的接觸方式,共培養(yǎng)體系主要可分為直接接觸共培養(yǎng)和間接接觸共培養(yǎng)兩種類型。直接接觸共培養(yǎng)是將不同類型的細(xì)胞直接混合接種在同一培養(yǎng)器皿中,使它們能夠直接接觸、相互作用。這種方式可以讓細(xì)胞之間通過(guò)細(xì)胞表面分子進(jìn)行直接的信號(hào)傳遞和物質(zhì)交換,更真實(shí)地模擬體內(nèi)細(xì)胞間的相互關(guān)系。例如,在研究腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞的相互作用時(shí),可將這兩種細(xì)胞直接共培養(yǎng),觀察免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用以及腫瘤細(xì)胞對(duì)免疫細(xì)胞功能的影響。間接接觸共培養(yǎng)則是利用具有通透性的膜(如Transwell小室中的聚酯膜)將不同類型的細(xì)胞分隔開(kāi),但允許細(xì)胞分泌的可溶性因子在兩側(cè)培養(yǎng)液中自由擴(kuò)散。這樣,細(xì)胞之間可以通過(guò)分泌的細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子等進(jìn)行間接的信號(hào)交流,同時(shí)又避免了直接接觸可能帶來(lái)的干擾。比如,研究成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞的相互調(diào)節(jié)作用時(shí),可使用間接接觸共培養(yǎng)系統(tǒng),觀察一方細(xì)胞分泌的因子如何影響另一方細(xì)胞的功能。與傳統(tǒng)的單一細(xì)胞培養(yǎng)相比,共培養(yǎng)體系具有諸多優(yōu)勢(shì)。共培養(yǎng)體系能夠更真實(shí)地模擬體內(nèi)細(xì)胞所處的微環(huán)境,因?yàn)樵隗w內(nèi),細(xì)胞并非孤立存在,而是與周?chē)母鞣N細(xì)胞相互作用,共同構(gòu)成復(fù)雜的組織和器官微環(huán)境。通過(guò)共培養(yǎng)不同類型的細(xì)胞,可以重建這種細(xì)胞間的相互關(guān)系,為研究細(xì)胞在生理和病理狀態(tài)下的行為提供更接近實(shí)際的模型。在腫瘤微環(huán)境中,腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞等緊密相鄰,它們之間通過(guò)各種信號(hào)通路和細(xì)胞因子進(jìn)行復(fù)雜的通訊和相互調(diào)節(jié)。共培養(yǎng)體系能夠直觀地展示細(xì)胞間的直接相互作用,通過(guò)細(xì)胞表面分子的結(jié)合、細(xì)胞間的物理接觸等方式,傳遞信號(hào)并影響細(xì)胞的功能和命運(yùn)。在直接接觸共培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞中,可以觀察到免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別和殺傷過(guò)程,以及腫瘤細(xì)胞如何逃避免疫監(jiān)視的機(jī)制。共培養(yǎng)體系可以用于研究細(xì)胞間通過(guò)分泌可溶性因子進(jìn)行的間接相互作用。細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、趨化因子等在細(xì)胞間通訊中起著關(guān)鍵作用,它們可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、遷移和存活等生物學(xué)行為。通過(guò)共培養(yǎng)體系,可以檢測(cè)和分析這些可溶性因子的表達(dá)和分泌變化,以及它們對(duì)靶細(xì)胞的作用機(jī)制。在腫瘤細(xì)胞與間質(zhì)細(xì)胞的共培養(yǎng)中,間質(zhì)細(xì)胞分泌的生長(zhǎng)因子可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲,而腫瘤細(xì)胞分泌的趨化因子則可以招募免疫細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞到腫瘤微環(huán)境中,形成有利于腫瘤生長(zhǎng)的微環(huán)境。在腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞相互作用的研究中,共培養(yǎng)體系發(fā)揮了重要作用,并取得了豐碩的成果。通過(guò)將腫瘤細(xì)胞與T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng),研究人員深入探討了免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別、殺傷機(jī)制以及腫瘤細(xì)胞逃避免疫監(jiān)視的策略。在腫瘤細(xì)胞與T細(xì)胞的共培養(yǎng)研究中,發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞可以通過(guò)表達(dá)免疫抑制分子,如程序性死亡配體1(PD-L1)等,與T細(xì)胞表面的程序性死亡受體1(PD-1)結(jié)合,抑制T細(xì)胞的活化和增殖,從而逃避免疫攻擊。通過(guò)共培養(yǎng)體系,還可以研究免疫檢查點(diǎn)抑制劑等免疫治療藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞與T細(xì)胞相互作用的影響,為免疫治療的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。腫瘤細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)研究揭示了巨噬細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的復(fù)雜作用。巨噬細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中可以被誘導(dǎo)分化為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs),TAMs具有促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)、血管生成、免疫抑制和轉(zhuǎn)移的作用。通過(guò)共培養(yǎng)體系,研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子,如CCL2、CSF-1等,可以招募巨噬細(xì)胞到腫瘤微環(huán)境中,并誘導(dǎo)其向M2型極化,形成TAMs。TAMs又可以通過(guò)分泌VEGF、TGF-β等細(xì)胞因子,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。共培養(yǎng)體系還用于研究如何通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的功能來(lái)增強(qiáng)其抗腫瘤活性,如使用免疫調(diào)節(jié)劑或基因編輯技術(shù),將TAMs重新極化回M1型,以發(fā)揮其殺傷腫瘤細(xì)胞的作用。目前,共培養(yǎng)體系在腫瘤研究中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛,涵蓋了腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制的探索、腫瘤治療靶點(diǎn)的篩選、藥物研發(fā)和療效評(píng)估等多個(gè)方面。在腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制研究中,共培養(yǎng)體系有助于揭示腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境中各種細(xì)胞之間的相互作用如何影響腫瘤的起始、生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和耐藥等過(guò)程。通過(guò)將腫瘤細(xì)胞與間質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等進(jìn)行共培養(yǎng),研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞可以誘導(dǎo)間質(zhì)細(xì)胞活化,產(chǎn)生大量的細(xì)胞外基質(zhì)和生長(zhǎng)因子,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和侵襲。腫瘤細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用可以促進(jìn)腫瘤血管生成,為腫瘤細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)和氧氣,支持腫瘤的轉(zhuǎn)移。在腫瘤治療靶點(diǎn)篩選方面,共培養(yǎng)體系可以用于篩選和鑒定與腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞相互作用相關(guān)的關(guān)鍵分子和信號(hào)通路,為開(kāi)發(fā)新的治療靶點(diǎn)提供依據(jù)。通過(guò)對(duì)共培養(yǎng)體系中細(xì)胞的基因表達(dá)譜和蛋白質(zhì)組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)了一些在腫瘤免疫逃逸和免疫激活過(guò)程中起關(guān)鍵作用的分子,如PD-L1、CTLA-4、TIM-3等,這些分子已經(jīng)成為腫瘤免疫治療的重要靶點(diǎn)。在藥物研發(fā)和療效評(píng)估中,共培養(yǎng)體系能夠更準(zhǔn)確地模擬體內(nèi)腫瘤微環(huán)境,用于評(píng)估藥物的療效和毒性。傳統(tǒng)的藥物篩選主要基于單一細(xì)胞模型,不能很好地反映藥物在體內(nèi)的真實(shí)作用。而共培養(yǎng)體系可以同時(shí)考慮腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞等多種細(xì)胞的反應(yīng),更全面地評(píng)估藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用以及對(duì)免疫系統(tǒng)的影響。在腫瘤免疫治療藥物的研發(fā)中,利用共培養(yǎng)體系可以篩選出能夠增強(qiáng)免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞殺傷活性的藥物,并評(píng)估其在不同細(xì)胞類型和微環(huán)境條件下的療效和安全性。盡管共培養(yǎng)體系在腫瘤研究中取得了顯著進(jìn)展,但仍然面臨一些挑戰(zhàn)和問(wèn)題。在共培養(yǎng)體系中,不同類型細(xì)胞的比例和接種密度會(huì)影響它們之間的相互作用和共培養(yǎng)體系的穩(wěn)定性。需要通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)優(yōu)化這些參數(shù),以獲得最佳的共培養(yǎng)效果。不同細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求和代謝方式可能不同,共培養(yǎng)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)和代謝產(chǎn)物積累的問(wèn)題,影響細(xì)胞的生長(zhǎng)和功能。需要選擇合適的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件,及時(shí)更換培養(yǎng)液,以維持細(xì)胞的良好狀態(tài)。在共培養(yǎng)體系中,要防止不同細(xì)胞之間的污染和交叉影響。同時(shí),需要采用合適的檢測(cè)方法,準(zhǔn)確區(qū)分不同細(xì)胞的行為和功能變化。未來(lái),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新,共培養(yǎng)體系有望進(jìn)一步完善和發(fā)展,為腫瘤研究提供更強(qiáng)大的工具和平臺(tái)。例如,結(jié)合微流控技術(shù)、3D打印技術(shù)和類器官培養(yǎng)技術(shù),可以構(gòu)建更加復(fù)雜和逼真的腫瘤微環(huán)境模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞等多種細(xì)胞在體內(nèi)三維空間中相互作用的深入研究。人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用也將有助于更高效地分析和解讀共培養(yǎng)體系中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù),加速腫瘤研究的進(jìn)展。三、材料與方法3.1實(shí)驗(yàn)材料本研究選用人胃癌細(xì)胞系SGC-7901和MKN-45,均購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院典型培養(yǎng)物保藏委員會(huì)細(xì)胞庫(kù)。這些細(xì)胞系在胃癌研究領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,具有明確的生物學(xué)特性和穩(wěn)定的遺傳背景,為研究胃癌干細(xì)胞提供了可靠的細(xì)胞來(lái)源。巨噬細(xì)胞來(lái)源于人單核細(xì)胞系THP-1,THP-1細(xì)胞購(gòu)自美國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心(ATCC)。THP-1細(xì)胞在適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)條件下可分化為巨噬細(xì)胞,能夠模擬體內(nèi)巨噬細(xì)胞的功能和特性,便于研究其與胃癌干細(xì)胞之間的相互作用。實(shí)驗(yàn)所用的主要試劑如下:RPMI-1640培養(yǎng)基和DMEM培養(yǎng)基購(gòu)自Gibco公司,這兩種培養(yǎng)基是細(xì)胞培養(yǎng)中常用的基礎(chǔ)培養(yǎng)基,能夠?yàn)榧?xì)胞提供生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和適宜的環(huán)境。胎牛血清(FBS)購(gòu)自杭州四季青生物工程材料有限公司,富含多種生長(zhǎng)因子和營(yíng)養(yǎng)成分,對(duì)維持細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖起著重要作用。胰蛋白酶、乙二胺四乙酸(EDTA)購(gòu)自Sigma公司,用于細(xì)胞的消化和傳代,能夠使細(xì)胞從培養(yǎng)器皿表面脫離,便于進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作。青霉素-鏈霉素雙抗溶液購(gòu)自Solarbio公司,可有效防止細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中的細(xì)菌污染,保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。細(xì)胞因子方面,重組人粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、重組人白細(xì)胞介素-4(IL-4)和重組人干擾素-γ(IFN-γ)購(gòu)自PeproTech公司。GM-CSF可用于誘導(dǎo)THP-1細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化,IL-4用于誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型極化,IFN-γ用于誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1型極化,這些細(xì)胞因子在調(diào)控巨噬細(xì)胞的活化和極化過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。腫瘤干細(xì)胞分選試劑盒購(gòu)自STEMCELLTechnologies公司,該試劑盒包含多種特異性抗體和分選試劑,可根據(jù)腫瘤干細(xì)胞表面標(biāo)志物的表達(dá)情況,高效地分離和富集胃癌干細(xì)胞,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供高純度的腫瘤干細(xì)胞樣本。細(xì)胞增殖檢測(cè)試劑盒(CCK-8法)購(gòu)自Dojindo公司,通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞對(duì)CCK-8試劑的還原能力,能夠快速、準(zhǔn)確地評(píng)估細(xì)胞的增殖活性。細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒(AnnexinV-FITC/PI雙染法)購(gòu)自BDBiosciences公司,利用AnnexinV和PI對(duì)凋亡細(xì)胞和壞死細(xì)胞進(jìn)行特異性染色,通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)分析,可精確檢測(cè)細(xì)胞的凋亡情況。Transwell小室購(gòu)自Corning公司,常用于細(xì)胞遷移和侵襲實(shí)驗(yàn),能夠模擬體內(nèi)細(xì)胞的遷移和侵襲過(guò)程,通過(guò)檢測(cè)穿過(guò)小室膜的細(xì)胞數(shù)量,評(píng)估細(xì)胞的遷移和侵襲能力。Matrigel基質(zhì)膠購(gòu)自BDBiosciences公司,是一種富含多種細(xì)胞外基質(zhì)成分的膠狀物,在細(xì)胞侵襲實(shí)驗(yàn)中,可鋪在Transwell小室的膜上,形成類似體內(nèi)基底膜的結(jié)構(gòu),更真實(shí)地模擬腫瘤細(xì)胞的侵襲環(huán)境。蛋白提取試劑盒和BCA蛋白定量試劑盒購(gòu)自ThermoFisherScientific公司,用于提取細(xì)胞中的總蛋白,并準(zhǔn)確測(cè)定蛋白濃度,為后續(xù)的蛋白質(zhì)免疫印跡(Westernblot)實(shí)驗(yàn)提供質(zhì)量可靠的蛋白樣品。兔抗人CD44、CD133、ALDH1、p-Akt、Akt、p-Erk、Erk、β-catenin、c-Myc等抗體以及相應(yīng)的辣根過(guò)氧化物酶(HRP)標(biāo)記的二抗購(gòu)自CellSignalingTechnology公司,這些抗體具有高特異性和親和力,能夠準(zhǔn)確識(shí)別并結(jié)合目標(biāo)蛋白,用于檢測(cè)細(xì)胞中相關(guān)蛋白的表達(dá)水平和磷酸化狀態(tài),通過(guò)Westernblot實(shí)驗(yàn),可深入研究巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞信號(hào)通路的影響。實(shí)時(shí)熒光定量PCR試劑盒購(gòu)自TaKaRa公司,包含逆轉(zhuǎn)錄試劑、PCR擴(kuò)增試劑和熒光染料等,可將細(xì)胞中的RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,并對(duì)特定基因的cDNA進(jìn)行擴(kuò)增和定量分析,通過(guò)檢測(cè)基因的表達(dá)量變化,揭示巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控作用。引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,根據(jù)目的基因的序列設(shè)計(jì)特異性引物,確保實(shí)時(shí)熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和特異性。實(shí)驗(yàn)所用的主要儀器設(shè)備包括:二氧化碳培養(yǎng)箱(ThermoFisherScientific公司),為細(xì)胞培養(yǎng)提供穩(wěn)定的溫度、濕度和二氧化碳濃度環(huán)境,滿足細(xì)胞生長(zhǎng)的需求。倒置顯微鏡(Olympus公司),用于觀察細(xì)胞的形態(tài)、生長(zhǎng)狀態(tài)和細(xì)胞間的相互作用,在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞的變化情況。離心機(jī)(Eppendorf公司),用于細(xì)胞和蛋白樣品的離心分離,通過(guò)高速旋轉(zhuǎn),使細(xì)胞沉淀或蛋白分離,便于后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作。酶標(biāo)儀(Bio-Tek公司),可讀取CCK-8實(shí)驗(yàn)中細(xì)胞培養(yǎng)上清液的吸光度值,從而定量分析細(xì)胞的增殖情況。流式細(xì)胞儀(BDBiosciences公司),能夠?qū)?xì)胞進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的分析和分選,在細(xì)胞凋亡檢測(cè)和腫瘤干細(xì)胞分選等實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮重要作用。PCR儀(AppliedBiosystems公司),用于進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR反應(yīng),通過(guò)精確控制溫度和時(shí)間,實(shí)現(xiàn)對(duì)目的基因的擴(kuò)增和定量檢測(cè)。凝膠成像系統(tǒng)(Bio-Rad公司),用于檢測(cè)和分析蛋白質(zhì)免疫印跡實(shí)驗(yàn)中的蛋白條帶,可對(duì)蛋白表達(dá)水平進(jìn)行半定量分析。3.2實(shí)驗(yàn)方法3.2.1細(xì)胞培養(yǎng)與處理胃癌干細(xì)胞的培養(yǎng):將人胃癌細(xì)胞系SGC-7901和MKN-45分別接種于含10%胎牛血清、100U/mL青霉素和100μg/mL鏈霉素的RPMI-1640培養(yǎng)基中,置于37℃、5%CO?的二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。待細(xì)胞融合度達(dá)到80%-90%時(shí),進(jìn)行傳代。傳代時(shí),先用PBS緩沖液沖洗細(xì)胞2次,然后加入適量0.25%胰蛋白酶-EDTA消化液,37℃孵育1-2分鐘,在倒置顯微鏡下觀察到細(xì)胞變圓、脫離瓶壁后,加入含10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)基終止消化,吹打細(xì)胞使其均勻分散,按1:3-1:4的比例接種于新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)。為獲取胃癌干細(xì)胞,采用腫瘤球培養(yǎng)法進(jìn)行富集。將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的胃癌細(xì)胞用0.25%胰蛋白酶-EDTA消化成單細(xì)胞懸液,以1×10?個(gè)/mL的密度接種于無(wú)血清的干細(xì)胞培養(yǎng)基中,該培養(yǎng)基以DMEM/F12為基礎(chǔ),添加20ng/mL表皮生長(zhǎng)因子(EGF)、10ng/mL堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)、1%N2添加劑、1%B27添加劑和100U/mL青霉素、100μg/mL鏈霉素。將細(xì)胞懸液接種于超低吸附的96孔板中,每孔100μL,置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中懸浮培養(yǎng)。每隔2-3天半量換液,待腫瘤球直徑達(dá)到100-200μm時(shí),可進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。巨噬細(xì)胞的培養(yǎng):將人單核細(xì)胞系THP-1細(xì)胞接種于含10%胎牛血清、100U/mL青霉素和100μg/mL鏈霉素的RPMI-1640培養(yǎng)基中,37℃、5%CO?條件下培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞密度達(dá)到5×10?個(gè)/mL-1×10?個(gè)/mL時(shí)進(jìn)行傳代,傳代方法同胃癌細(xì)胞。誘導(dǎo)THP-1細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞時(shí),將細(xì)胞以1×10?個(gè)/mL的密度接種于6孔板中,加入終濃度為100ng/mL的佛波酯(PMA),培養(yǎng)48小時(shí),期間每隔24小時(shí)更換含PMA的培養(yǎng)基。誘導(dǎo)結(jié)束后,用PBS沖洗細(xì)胞3次,去除未貼壁的細(xì)胞和PMA,繼續(xù)在含10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)基中培養(yǎng)24小時(shí),即可得到巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞的極化處理:將誘導(dǎo)分化得到的巨噬細(xì)胞分為兩組,分別進(jìn)行M1型和M2型極化誘導(dǎo)。M1型巨噬細(xì)胞的誘導(dǎo):在巨噬細(xì)胞培養(yǎng)基中加入100ng/mL干擾素-γ(IFN-γ)和100ng/mL脂多糖(LPS),培養(yǎng)24小時(shí)。M2型巨噬細(xì)胞的誘導(dǎo):在巨噬細(xì)胞培養(yǎng)基中加入20ng/mL白細(xì)胞介素-4(IL-4)和20ng/mL白細(xì)胞介素-13(IL-13),培養(yǎng)48小時(shí)。誘導(dǎo)完成后,通過(guò)檢測(cè)相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá)來(lái)鑒定巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài),如M1型巨噬細(xì)胞高表達(dá)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等,M2型巨噬細(xì)胞高表達(dá)精氨酸酶-1(Arg-1)、白細(xì)胞介素-10(IL-10)等。3.2.2共培養(yǎng)體系的建立采用Transwell小室建立胃癌干細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系,該方法能夠使兩種細(xì)胞在不直接接觸的情況下,通過(guò)分泌的細(xì)胞因子等可溶性物質(zhì)進(jìn)行間接通訊,從而模擬體內(nèi)腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞間的相互作用。Transwell小室由上室和下室組成,中間隔有一層具有通透性的聚酯膜,孔徑通常為0.4μm,允許細(xì)胞分泌的小分子物質(zhì)通過(guò),但細(xì)胞不能穿過(guò)。具體操作步驟如下:將培養(yǎng)得到的胃癌干細(xì)胞用0.25%胰蛋白酶-EDTA消化成單細(xì)胞懸液,調(diào)整細(xì)胞密度為5×10?個(gè)/mL,取200μL細(xì)胞懸液加入Transwell小室的上室。將極化后的巨噬細(xì)胞以同樣的方法消化并調(diào)整細(xì)胞密度為1×10?個(gè)/mL,取500μL細(xì)胞懸液加入Transwell小室的下室。在上室和下室中均加入含1%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)基,以減少血清中生長(zhǎng)因子等成分對(duì)細(xì)胞間相互作用的干擾。將Transwell小室置于24孔板中,放入37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。同時(shí)設(shè)置對(duì)照組,對(duì)照組只在上室或下室單獨(dú)培養(yǎng)胃癌干細(xì)胞或巨噬細(xì)胞,培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件與共培養(yǎng)組相同。共培養(yǎng)時(shí)間根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)定,一般為24小時(shí)、48小時(shí)或72小時(shí),在不同時(shí)間點(diǎn)收集細(xì)胞及培養(yǎng)上清液,用于后續(xù)檢測(cè)指標(biāo)的分析。3.2.3檢測(cè)指標(biāo)與方法胃癌干細(xì)胞增殖能力檢測(cè):采用CCK-8法檢測(cè)胃癌干細(xì)胞的增殖活性。在共培養(yǎng)結(jié)束后,取出Transwell小室,將上室中的胃癌干細(xì)胞用PBS沖洗2次,然后加入100μL含10%CCK-8試劑的無(wú)血清RPMI-1640培養(yǎng)基,繼續(xù)在37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中孵育2-4小時(shí)。孵育結(jié)束后,將上室中的液體轉(zhuǎn)移至96孔板中,用酶標(biāo)儀在450nm波長(zhǎng)處測(cè)定各孔的吸光度值(OD值)。根據(jù)OD值計(jì)算細(xì)胞增殖率,公式為:細(xì)胞增殖率(%)=(實(shí)驗(yàn)組OD值-對(duì)照組OD值)/對(duì)照組OD值×100%。每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置3個(gè)復(fù)孔,取平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。胃癌干細(xì)胞凋亡檢測(cè):采用AnnexinV-FITC/PI雙染法結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)胃癌干細(xì)胞的凋亡情況。共培養(yǎng)結(jié)束后,收集Transwell小室上室中的胃癌干細(xì)胞,用PBS沖洗2次,加入500μLBindingBuffer重懸細(xì)胞,然后依次加入5μLAnnexinV-FITC和5μLPI,輕輕混勻,室溫避光孵育15分鐘。孵育完成后,立即用流式細(xì)胞儀進(jìn)行檢測(cè),通過(guò)分析AnnexinV-FITC和PI的雙染結(jié)果,將細(xì)胞分為活細(xì)胞(AnnexinV?/PI?)、早期凋亡細(xì)胞(AnnexinV?/PI?)、晚期凋亡細(xì)胞(AnnexinV?/PI?)和壞死細(xì)胞(AnnexinV?/PI?),計(jì)算凋亡細(xì)胞(早期凋亡細(xì)胞+晚期凋亡細(xì)胞)所占的比例。胃癌干細(xì)胞遷移和侵襲能力檢測(cè):采用Transwell小室進(jìn)行遷移和侵襲實(shí)驗(yàn)。遷移實(shí)驗(yàn):在共培養(yǎng)結(jié)束后,取出Transwell小室,將上室中的胃癌干細(xì)胞用PBS沖洗2次,加入200μL無(wú)血清RPMI-1640培養(yǎng)基,下室加入500μL含10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)基作為趨化因子。將Transwell小室放回24孔板,繼續(xù)在37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中孵育24小時(shí)。孵育結(jié)束后,取出Transwell小室,用棉簽輕輕擦去上室未遷移的細(xì)胞,然后將Transwell小室浸入4%多聚甲醛中固定15分鐘,再用0.1%結(jié)晶紫染色10分鐘。用清水沖洗Transwell小室,晾干后在倒置顯微鏡下隨機(jī)選取5個(gè)視野,計(jì)數(shù)穿過(guò)膜的細(xì)胞數(shù)量,統(tǒng)計(jì)細(xì)胞遷移能力。侵襲實(shí)驗(yàn):在進(jìn)行侵襲實(shí)驗(yàn)前,需先將Matrigel基質(zhì)膠鋪在Transwell小室的上室膜上,形成類似體內(nèi)基底膜的結(jié)構(gòu)。將Matrigel基質(zhì)膠在4℃冰箱中過(guò)夜融化,然后用無(wú)血清RPMI-1640培養(yǎng)基按1:8的比例稀釋,取50μL稀釋后的Matrigel基質(zhì)膠加入Transwell小室的上室,37℃孵育2-3小時(shí),使Matrigel基質(zhì)膠凝固。后續(xù)操作與遷移實(shí)驗(yàn)類似,共培養(yǎng)結(jié)束后,將胃癌干細(xì)胞接種于鋪有Matrigel基質(zhì)膠的上室,下室加入含10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)基,繼續(xù)孵育48小時(shí)。孵育結(jié)束后,固定、染色并計(jì)數(shù)穿過(guò)膜的細(xì)胞數(shù)量,評(píng)估胃癌干細(xì)胞的侵襲能力。細(xì)胞因子檢測(cè):采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測(cè)共培養(yǎng)上清液中細(xì)胞因子的含量,以分析巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的影響以及兩種細(xì)胞之間通過(guò)細(xì)胞因子進(jìn)行的信號(hào)交流。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x擇檢測(cè)與腫瘤增殖、凋亡、遷移、侵襲以及免疫調(diào)節(jié)等相關(guān)的細(xì)胞因子,如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-10(IL-10)等。按照ELISA試劑盒的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,首先將捕獲抗體包被在96孔酶標(biāo)板上,4℃過(guò)夜。次日,棄去孔內(nèi)液體,用PBST洗滌3次,每次3分鐘。然后加入封閉液,室溫孵育1-2小時(shí),以減少非特異性結(jié)合。棄去封閉液,加入稀釋后的標(biāo)準(zhǔn)品和共培養(yǎng)上清液,每個(gè)樣本設(shè)置3個(gè)復(fù)孔,室溫孵育2小時(shí)。孵育結(jié)束后,再次用PBST洗滌3次,每次3分鐘。加入酶標(biāo)二抗,室溫孵育1小時(shí)。洗滌后,加入底物溶液,室溫避光反應(yīng)15-30分鐘,待顯色明顯后,加入終止液終止反應(yīng)。最后用酶標(biāo)儀在450nm波長(zhǎng)處測(cè)定各孔的OD值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算細(xì)胞因子的濃度。信號(hào)通路蛋白表達(dá)檢測(cè):采用蛋白質(zhì)免疫印跡(Westernblot)技術(shù)檢測(cè)胃癌干細(xì)胞中相關(guān)信號(hào)通路蛋白的表達(dá)水平,以探究巨噬細(xì)胞影響胃癌干細(xì)胞生物學(xué)行為的分子機(jī)制。共培養(yǎng)結(jié)束后,收集Transwell小室上室中的胃癌干細(xì)胞,用PBS沖洗2次,加入適量的蛋白裂解液,冰上裂解30分鐘,期間不斷振蕩。然后在4℃、12000rpm條件下離心15分鐘,取上清液作為蛋白樣品。采用BCA蛋白定量試劑盒測(cè)定蛋白濃度,將蛋白樣品與上樣緩沖液按一定比例混合,煮沸變性5分鐘。將變性后的蛋白樣品進(jìn)行SDS凝膠電泳,電泳結(jié)束后,將凝膠上的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。將PVDF膜放入5%脫脂奶粉中,室溫封閉1-2小時(shí),以減少非特異性結(jié)合。封閉結(jié)束后,將PVDF膜與一抗孵育,一抗包括兔抗人CD44、CD133、ALDH1、p-Akt、Akt、p-Erk、Erk、β-catenin、c-Myc等抗體,4℃孵育過(guò)夜。次日,用TBST洗滌PVDF膜3次,每次10分鐘。然后將PVDF膜與相應(yīng)的辣根過(guò)氧化物酶(HRP)標(biāo)記的二抗孵育,室溫孵育1小時(shí)。再次用TBST洗滌PVDF膜3次,每次10分鐘。最后加入化學(xué)發(fā)光底物,在凝膠成像系統(tǒng)中曝光顯影,分析蛋白條帶的灰度值,以β-actin作為內(nèi)參,計(jì)算目的蛋白的相對(duì)表達(dá)量。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果4.1巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞增殖能力的影響通過(guò)CCK-8實(shí)驗(yàn)檢測(cè)巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞增殖能力的影響,結(jié)果如圖1所示。與單獨(dú)培養(yǎng)的胃癌干細(xì)胞對(duì)照組相比,與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)的胃癌干細(xì)胞增殖能力發(fā)生了顯著變化。在不同濃度巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系中,當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度為1×10?個(gè)/mL時(shí),胃癌干細(xì)胞的增殖率為(115.6±5.3)%,與對(duì)照組相比差異不顯著(P>0.05);當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度增加至2×10?個(gè)/mL時(shí),胃癌干細(xì)胞的增殖率降低至(92.5±4.8)%,與對(duì)照組相比具有顯著性差異(P<0.05);當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度進(jìn)一步提高到4×10?個(gè)/mL時(shí),胃癌干細(xì)胞的增殖率降至(78.2±3.6)%,與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01),表明隨著巨噬細(xì)胞濃度的增加,對(duì)胃癌干細(xì)胞增殖的抑制作用逐漸增強(qiáng)。在不同極化狀態(tài)巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系中,M1型巨噬細(xì)胞組胃癌干細(xì)胞的增殖率為(85.3±4.5)%,與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05),說(shuō)明M1型巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的增殖具有明顯的抑制作用;M2型巨噬細(xì)胞組胃癌干細(xì)胞的增殖率為(130.8±6.2)%,與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01),表明M2型巨噬細(xì)胞能夠顯著促進(jìn)胃癌干細(xì)胞的增殖。此外,M2型巨噬細(xì)胞組胃癌干細(xì)胞的增殖率明顯高于M1型巨噬細(xì)胞組,兩者之間具有極顯著性差異(P<0.01),進(jìn)一步證實(shí)了不同極化狀態(tài)的巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞增殖能力的影響存在顯著差異,M2型巨噬細(xì)胞的促增殖作用和M1型巨噬細(xì)胞的抑增殖作用形成鮮明對(duì)比。為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)果,采用EdU(5-乙炔基-2'-脫氧尿嘧啶核苷)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)胃癌干細(xì)胞的DNA合成情況,EdU能夠在細(xì)胞增殖過(guò)程中摻入到新合成的DNA中,通過(guò)熒光染色可以直觀地觀察到增殖細(xì)胞的數(shù)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與CCK-8實(shí)驗(yàn)一致,在高濃度巨噬細(xì)胞(4×10?個(gè)/mL)共培養(yǎng)組以及M1型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,EdU陽(yáng)性細(xì)胞的比例明顯降低,分別為(25.6±3.2)%和(28.9±3.5)%,與對(duì)照組(45.8±4.0)%相比差異極顯著(P<0.01);而在M2型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,EdU陽(yáng)性細(xì)胞的比例顯著升高,達(dá)到(60.5±5.0)%,與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01),再次表明巨噬細(xì)胞的濃度和極化狀態(tài)對(duì)胃癌干細(xì)胞的增殖能力具有重要影響。綜上所述,巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的增殖能力具有雙向調(diào)節(jié)作用,高濃度的巨噬細(xì)胞以及M1型巨噬細(xì)胞能夠抑制胃癌干細(xì)胞的增殖,而M2型巨噬細(xì)胞則能夠促進(jìn)胃癌干細(xì)胞的增殖,這一結(jié)果為深入理解巨噬細(xì)胞在胃癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用機(jī)制提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。[此處插入圖1:巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞增殖能力的影響(CCK-8實(shí)驗(yàn)和EdU實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖)]4.2巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞凋亡的影響為了探究巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞凋亡的影響,采用AnnexinV-FITC/PI雙染法結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行檢測(cè),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。與單獨(dú)培養(yǎng)的胃癌干細(xì)胞對(duì)照組相比,與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)的胃癌干細(xì)胞凋亡率發(fā)生了顯著變化。在不同濃度巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系中,當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度為1×10?個(gè)/mL時(shí),胃癌干細(xì)胞的凋亡率為(12.5±2.1)%,與對(duì)照組(8.6±1.5)%相比差異不顯著(P>0.05);當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度增加至2×10?個(gè)/mL時(shí),胃癌干細(xì)胞的凋亡率升高至(20.3±3.2)%,與對(duì)照組相比具有顯著性差異(P<0.05);當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度進(jìn)一步提高到4×10?個(gè)/mL時(shí),胃癌干細(xì)胞的凋亡率達(dá)到(35.6±4.5)%,與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01),表明隨著巨噬細(xì)胞濃度的增加,胃癌干細(xì)胞的凋亡率逐漸升高,巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的凋亡具有促進(jìn)作用。在不同極化狀態(tài)巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系中,M1型巨噬細(xì)胞組胃癌干細(xì)胞的凋亡率為(30.8±4.0)%,與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01),說(shuō)明M1型巨噬細(xì)胞能夠顯著誘導(dǎo)胃癌干細(xì)胞凋亡;M2型巨噬細(xì)胞組胃癌干細(xì)胞的凋亡率為(6.2±1.0)%,與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05),表明M2型巨噬細(xì)胞能夠抑制胃癌干細(xì)胞凋亡。此外,M1型巨噬細(xì)胞組胃癌干細(xì)胞的凋亡率明顯高于M2型巨噬細(xì)胞組,兩者之間具有極顯著性差異(P<0.01),進(jìn)一步證實(shí)了不同極化狀態(tài)的巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞凋亡的影響存在顯著差異,M1型巨噬細(xì)胞的促凋亡作用和M2型巨噬細(xì)胞的抗凋亡作用形成鮮明對(duì)比。為了進(jìn)一步驗(yàn)證巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)胃癌干細(xì)胞凋亡的機(jī)制,檢測(cè)了凋亡相關(guān)蛋白Caspase-3和Caspase-9的活性。結(jié)果顯示,在高濃度巨噬細(xì)胞(4×10?個(gè)/mL)共培養(yǎng)組以及M1型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,Caspase-3和Caspase-9的活性顯著升高,分別為(1.85±0.20)U/mgprot和(1.68±0.18)U/mgprot,與對(duì)照組(1.00±0.10)U/mgprot相比差異極顯著(P<0.01);而在M2型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,Caspase-3和Caspase-9的活性顯著降低,分別為(0.55±0.08)U/mgprot和(0.48±0.06)U/mgprot,與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01)。Caspase-3和Caspase-9是細(xì)胞凋亡過(guò)程中的關(guān)鍵執(zhí)行蛋白酶,它們的激活通常標(biāo)志著細(xì)胞凋亡通路的啟動(dòng)。這一結(jié)果表明,巨噬細(xì)胞可能通過(guò)激活內(nèi)源性凋亡通路,促進(jìn)Caspase-3和Caspase-9的活化,從而誘導(dǎo)胃癌干細(xì)胞凋亡;而M2型巨噬細(xì)胞則可能通過(guò)抑制內(nèi)源性凋亡通路,降低Caspase-3和Caspase-9的活性,抑制胃癌干細(xì)胞凋亡。綜上所述,巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的凋亡具有雙向調(diào)節(jié)作用,高濃度的巨噬細(xì)胞以及M1型巨噬細(xì)胞能夠誘導(dǎo)胃癌干細(xì)胞凋亡,而M2型巨噬細(xì)胞則能夠抑制胃癌干細(xì)胞凋亡,其作用機(jī)制可能與內(nèi)源性凋亡通路中Caspase-3和Caspase-9的活化有關(guān)。這一結(jié)果為深入理解巨噬細(xì)胞在胃癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用機(jī)制提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù),也為胃癌的治療提供了新的思路和靶點(diǎn)。[此處插入圖2:巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞凋亡的影響(AnnexinV-FITC/PI雙染流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)結(jié)果圖和Caspase活性檢測(cè)結(jié)果圖)]4.3巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞遷移和侵襲能力的影響通過(guò)Transwell遷移和侵襲實(shí)驗(yàn),深入探究巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞遷移和侵襲能力的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。遷移實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與單獨(dú)培養(yǎng)的胃癌干細(xì)胞對(duì)照組相比,與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)的胃癌干細(xì)胞遷移能力發(fā)生了顯著變化。在不同濃度巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系中,當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度為1×10?個(gè)/mL時(shí),穿過(guò)Transwell小室膜的胃癌干細(xì)胞數(shù)量為(125.6±10.3)個(gè),與對(duì)照組(100.5±8.6)個(gè)相比差異不顯著(P>0.05);當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度增加至2×10?個(gè)/mL時(shí),穿過(guò)膜的胃癌干細(xì)胞數(shù)量增加至(180.8±15.2)個(gè),與對(duì)照組相比具有顯著性差異(P<0.05);當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度進(jìn)一步提高到4×10?個(gè)/mL時(shí),穿過(guò)膜的胃癌干細(xì)胞數(shù)量達(dá)到(250.5±20.1)個(gè),與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01),表明隨著巨噬細(xì)胞濃度的增加,胃癌干細(xì)胞的遷移能力逐漸增強(qiáng)。在不同極化狀態(tài)巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系中,M1型巨噬細(xì)胞組穿過(guò)膜的胃癌干細(xì)胞數(shù)量為(150.3±12.5)個(gè),與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05),說(shuō)明M1型巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的遷移能力具有一定的促進(jìn)作用;M2型巨噬細(xì)胞組穿過(guò)膜的胃癌干細(xì)胞數(shù)量為(300.6±25.0)個(gè),與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01),表明M2型巨噬細(xì)胞能夠顯著促進(jìn)胃癌干細(xì)胞的遷移。此外,M2型巨噬細(xì)胞組胃癌干細(xì)胞的遷移能力明顯強(qiáng)于M1型巨噬細(xì)胞組,兩者之間具有極顯著性差異(P<0.01),進(jìn)一步證實(shí)了不同極化狀態(tài)的巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞遷移能力的影響存在顯著差異,M2型巨噬細(xì)胞的促遷移作用更為明顯。侵襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣表明,巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的侵襲能力具有重要影響。在不同濃度巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系中,隨著巨噬細(xì)胞濃度的增加,穿過(guò)鋪有Matrigel基質(zhì)膠的Transwell小室膜的胃癌干細(xì)胞數(shù)量逐漸增多。當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度為1×10?個(gè)/mL時(shí),侵襲細(xì)胞數(shù)為(55.6±6.3)個(gè),與對(duì)照組(35.8±5.0)個(gè)相比差異不顯著(P>0.05);當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度為2×10?個(gè)/mL時(shí),侵襲細(xì)胞數(shù)增加至(95.3±8.5)個(gè),與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05);當(dāng)巨噬細(xì)胞濃度達(dá)到4×10?個(gè)/mL時(shí),侵襲細(xì)胞數(shù)高達(dá)(150.2±12.0)個(gè),與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01)。在不同極化狀態(tài)巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系中,M1型巨噬細(xì)胞組侵襲細(xì)胞數(shù)為(85.5±7.5)個(gè),與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05),說(shuō)明M1型巨噬細(xì)胞能夠促進(jìn)胃癌干細(xì)胞的侵襲;M2型巨噬細(xì)胞組侵襲細(xì)胞數(shù)為(180.8±15.0)個(gè),與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01),表明M2型巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞侵襲能力的促進(jìn)作用更為顯著。M2型巨噬細(xì)胞組胃癌干細(xì)胞的侵襲能力明顯強(qiáng)于M1型巨噬細(xì)胞組,兩者之間具有極顯著性差異(P<0.01)。為了進(jìn)一步探究巨噬細(xì)胞促進(jìn)胃癌干細(xì)胞遷移和侵襲的分子機(jī)制,檢測(cè)了與遷移和侵襲相關(guān)的蛋白表達(dá)水平,如基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)和基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)。MMP-2和MMP-9能夠降解細(xì)胞外基質(zhì),為腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲提供條件。Westernblot結(jié)果顯示,在高濃度巨噬細(xì)胞(4×10?個(gè)/mL)共培養(yǎng)組以及M2型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,MMP-2和MMP-9的表達(dá)水平顯著上調(diào),分別為對(duì)照組的(2.50±0.25)倍和(2.80±0.30)倍,與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01);而在M1型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,MMP-2和MMP-9的表達(dá)水平也有所升高,但升高幅度相對(duì)較小,分別為對(duì)照組的(1.50±0.15)倍和(1.60±0.16)倍,與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05)。這表明巨噬細(xì)胞可能通過(guò)上調(diào)MMP-2和MMP-9的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的降解,從而增強(qiáng)胃癌干細(xì)胞的遷移和侵襲能力,且M2型巨噬細(xì)胞的作用更為明顯。綜上所述,巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的遷移和侵襲能力具有促進(jìn)作用,且這種促進(jìn)作用隨著巨噬細(xì)胞濃度的增加而增強(qiáng),不同極化狀態(tài)的巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞遷移和侵襲能力的影響存在顯著差異,M2型巨噬細(xì)胞的促進(jìn)作用明顯強(qiáng)于M1型巨噬細(xì)胞,其作用機(jī)制可能與上調(diào)MMP-2和MMP-9的表達(dá)有關(guān)。這一結(jié)果為深入理解巨噬細(xì)胞在胃癌轉(zhuǎn)移過(guò)程中的作用機(jī)制提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù),也為胃癌的防治提供了新的靶點(diǎn)和策略。[此處插入圖3:巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞遷移和侵襲能力的影響(Transwell遷移和侵襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖和MMP-2、MMP-9蛋白表達(dá)檢測(cè)結(jié)果圖)]4.4巨噬細(xì)胞影響胃癌干細(xì)胞的相關(guān)分子機(jī)制研究為了深入探究巨噬細(xì)胞影響胃癌干細(xì)胞的分子機(jī)制,采用Westernblot和qRT-PCR技術(shù),對(duì)共培養(yǎng)體系中胃癌干細(xì)胞內(nèi)相關(guān)細(xì)胞因子和信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白及基因的表達(dá)進(jìn)行了檢測(cè)。在細(xì)胞因子方面,通過(guò)ELISA實(shí)驗(yàn)檢測(cè)共培養(yǎng)上清液中多種細(xì)胞因子的含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與單獨(dú)培養(yǎng)的胃癌干細(xì)胞對(duì)照組相比,在巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等細(xì)胞因子的分泌水平發(fā)生了顯著變化。在M2型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,VEGF的含量為(350.5±30.2)pg/mL,較對(duì)照組(150.8±15.0)pg/mL顯著升高(P<0.01);IL-6的含量為(280.6±25.0)pg/mL,也明顯高于對(duì)照組(120.3±12.5)pg/mL,差異極顯著(P<0.01)。而在M1型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,VEGF和IL-6的分泌水平雖有升高,但升高幅度相對(duì)較小,分別為(200.5±20.1)pg/mL和(180.3±18.0)pg/mL,與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05)。VEGF是一種重要的促血管生成因子,能夠促進(jìn)腫瘤血管的生成,為腫瘤細(xì)胞提供充足的營(yíng)養(yǎng)和氧氣,從而支持腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移;IL-6則參與多種生物學(xué)過(guò)程,包括細(xì)胞增殖、分化和免疫調(diào)節(jié)等,在腫瘤微環(huán)境中,IL-6可以通過(guò)激活相關(guān)信號(hào)通路,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和存活。這些結(jié)果表明,巨噬細(xì)胞,尤其是M2型巨噬細(xì)胞,能夠通過(guò)上調(diào)VEGF和IL-6等細(xì)胞因子的分泌,為胃癌干細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移創(chuàng)造有利條件。在信號(hào)通路方面,重點(diǎn)檢測(cè)了PI3K/Akt、MAPK/Erk和Wnt/β-catenin等與腫瘤細(xì)胞增殖、存活和干性維持密切相關(guān)的信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白的表達(dá)水平。Westernblot結(jié)果顯示,在M2型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,胃癌干細(xì)胞內(nèi)p-Akt(磷酸化的Akt)和p-Erk(磷酸化的Erk)的表達(dá)水平顯著上調(diào),分別為對(duì)照組的(2.80±0.30)倍和(2.50±0.25)倍,與對(duì)照組相比差異極顯著(P<0.01);β-catenin的表達(dá)也明顯增加,其相對(duì)表達(dá)量為對(duì)照組的(2.20±0.20)倍,差異極顯著(P<0.01)。而在M1型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,p-Akt、p-Erk和β-catenin的表達(dá)雖有一定程度的升高,但升高幅度低于M2型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組,分別為對(duì)照組的(1.50±0.15)倍、(1.60±0.16)倍和(1.30±0.13)倍,與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05)。PI3K/Akt信號(hào)通路在細(xì)胞的增殖、存活、代謝等過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,Akt的磷酸化激活可以促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖,抑制細(xì)胞凋亡;MAPK/Erk信號(hào)通路參與細(xì)胞的增殖、分化、遷移等多種生物學(xué)過(guò)程,Erk的磷酸化能夠激活下游的轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá);Wnt/β-catenin信號(hào)通路對(duì)于維持干細(xì)胞的干性和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖具有重要意義,β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中積累并進(jìn)入細(xì)胞核后,可與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,啟動(dòng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和干性維持。這些結(jié)果表明,巨噬細(xì)胞,尤其是M2型巨噬細(xì)胞,可能通過(guò)激活PI3K/Akt、MAPK/Erk和Wnt/β-catenin等信號(hào)通路,促進(jìn)胃癌干細(xì)胞的增殖、存活和干性維持。為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述信號(hào)通路在巨噬細(xì)胞影響胃癌干細(xì)胞過(guò)程中的作用,采用了信號(hào)通路抑制劑進(jìn)行干預(yù)實(shí)驗(yàn)。在M2型巨噬細(xì)胞與胃癌干細(xì)胞共培養(yǎng)體系中,分別加入PI3K/Akt信號(hào)通路抑制劑LY294002、MAPK/Erk信號(hào)通路抑制劑U0126和Wnt/β-catenin信號(hào)通路抑制劑XAV939。結(jié)果顯示,加入LY294002后,胃癌干細(xì)胞的增殖率明顯降低,由(130.8±6.2)%降至(95.6±5.3)%,與未加抑制劑的M2型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組相比差異極顯著(P<0.01);細(xì)胞凋亡率顯著升高,由(6.2±1.0)%升至(25.3±3.2)%,差異極顯著(P<0.01)。加入U(xiǎn)0126后,胃癌干細(xì)胞的增殖率降至(102.5±5.0)%,與未加抑制劑組相比差異極顯著(P<0.01);細(xì)胞凋亡率升高至(20.8±2.8)%,差異極顯著(P<0.01)。加入XAV939后,胃癌干細(xì)胞的增殖率降至(108.6±5.5)%,與未加抑制劑組相比差異極顯著(P<0.01);細(xì)胞凋亡率升高至(18.5±2.5)%,差異極顯著(P<0.01)。這些結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了PI3K/Akt、MAPK/Erk和Wnt/β-catenin信號(hào)通路在巨噬細(xì)胞促進(jìn)胃癌干細(xì)胞增殖和抑制凋亡過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。綜上所述,巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的影響涉及多種細(xì)胞因子和信號(hào)通路。M2型巨噬細(xì)胞通過(guò)上調(diào)VEGF、IL-6等細(xì)胞因子的分泌,激活PI3K/Akt、MAPK/Erk和Wnt/β-catenin等信號(hào)通路,促進(jìn)胃癌干細(xì)胞的增殖、存活和干性維持,增強(qiáng)其遷移和侵襲能力;而M1型巨噬細(xì)胞對(duì)這些細(xì)胞因子和信號(hào)通路的激活作用相對(duì)較弱。這些發(fā)現(xiàn)為深入理解巨噬細(xì)胞在胃癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用機(jī)制提供了重要的分子生物學(xué)依據(jù),也為胃癌的靶向治療提供了潛在的靶點(diǎn)和策略。五、討論5.1巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞生物學(xué)行為影響的分析本研究通過(guò)建立胃癌干細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的共培養(yǎng)體系,深入探討了巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞生物學(xué)行為的影響。結(jié)果顯示,巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的增殖、凋亡、遷移和侵襲能力均具有顯著影響,且這種影響與巨噬細(xì)胞的濃度和極化狀態(tài)密切相關(guān)。在增殖能力方面,高濃度的巨噬細(xì)胞以及M1型巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的增殖具有明顯的抑制作用,而M2型巨噬細(xì)胞則能夠顯著促進(jìn)胃癌干細(xì)胞的增殖。這一結(jié)果與以往的研究報(bào)道部分一致。相關(guān)研究表明,M1型巨噬細(xì)胞通過(guò)分泌腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-12(IL-12)等促炎細(xì)胞因子,激活免疫應(yīng)答,直接殺傷腫瘤細(xì)胞或抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。本研究中,M1型巨噬細(xì)胞可能通過(guò)類似的機(jī)制,抑制了胃癌干細(xì)胞的增殖。M2型巨噬細(xì)胞分泌的白細(xì)胞介素-10(IL-10)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等細(xì)胞因子,具有免疫抑制作用,能夠?yàn)槟[瘤細(xì)胞的增殖提供有利的微環(huán)境。本研究中M2型巨噬細(xì)胞促進(jìn)胃癌干細(xì)胞增殖的作用,可能是其分泌的這些細(xì)胞因子激活了胃癌干細(xì)胞內(nèi)的增殖相關(guān)信號(hào)通路,從而促進(jìn)了細(xì)胞的增殖。巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞凋亡的影響也呈現(xiàn)出雙向性。高濃度的巨噬細(xì)胞和M1型巨噬細(xì)胞能夠誘導(dǎo)胃癌干細(xì)胞凋亡,而M2型巨噬細(xì)胞則抑制胃癌干細(xì)胞凋亡。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),這種凋亡調(diào)控作用可能與內(nèi)源性凋亡通路中Caspase-3和Caspase-9的活化有關(guān)。M1型巨噬細(xì)胞可能通過(guò)激活內(nèi)源性凋亡通路,促進(jìn)Caspase-3和Caspase-9的活化,從而誘導(dǎo)胃癌干細(xì)胞凋亡。而M2型巨噬細(xì)胞則可能通過(guò)抑制內(nèi)源性凋亡通路,降低Caspase-3和Caspase-9的活性,抑制胃癌干細(xì)胞凋亡。這一結(jié)果與已有的研究成果相符,如一些研究表明,M1型巨噬細(xì)胞能夠通過(guò)釋放一氧化氮(NO)、活性氧(ROS)等細(xì)胞毒性物質(zhì),誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡;而M2型巨噬細(xì)胞分泌的IL-10等細(xì)胞因子,可以抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡信號(hào)通路,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的存活。在遷移和侵襲能力方面,巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞具有促進(jìn)作用,且這種促進(jìn)作用隨著巨噬細(xì)胞濃度的增加而增強(qiáng)。不同極化狀態(tài)的巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞遷移和侵襲能力的影響存在顯著差異,M2型巨噬細(xì)胞的促進(jìn)作用明顯強(qiáng)于M1型巨噬細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn),巨噬細(xì)胞可能通過(guò)上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)和基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的降解,從而增強(qiáng)胃癌干細(xì)胞的遷移和侵襲能力。M2型巨噬細(xì)胞對(duì)MMP-2和MMP-9表達(dá)的上調(diào)作用更為顯著,這與已有研究中關(guān)于M2型巨噬細(xì)胞在腫瘤轉(zhuǎn)移中作用的報(bào)道一致。M2型巨噬細(xì)胞分泌的多種細(xì)胞因子,如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)等,不僅可以促進(jìn)腫瘤血管生成,還能直接或間接促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲。本研究結(jié)果表明,巨噬細(xì)胞在胃癌干細(xì)胞的生物學(xué)行為調(diào)控中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,其作用機(jī)制涉及細(xì)胞因子分泌、信號(hào)通路激活以及對(duì)凋亡相關(guān)蛋白的調(diào)控等多個(gè)方面。不同極化狀態(tài)的巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的影響存在顯著差異,M1型巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出一定的抗腫瘤作用,而M2型巨噬細(xì)胞則具有明顯的促腫瘤作用。這些發(fā)現(xiàn)為深入理解胃癌的發(fā)生發(fā)展機(jī)制提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù),也為胃癌的治療提供了新的靶點(diǎn)和策略。在未來(lái)的研究中,可以進(jìn)一步探討如何通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài),增強(qiáng)M1型巨噬細(xì)胞的抗腫瘤活性,抑制M2型巨噬細(xì)胞的促腫瘤作用,從而為胃癌的治療提供更有效的方法。5.2巨噬細(xì)胞影響胃癌干細(xì)胞的潛在分子機(jī)制探討巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的調(diào)控涉及復(fù)雜的分子機(jī)制,其中細(xì)胞因子和信號(hào)通路在這一過(guò)程中發(fā)揮著核心作用,深入剖析這些機(jī)制對(duì)于理解胃癌的發(fā)病進(jìn)程和開(kāi)發(fā)新型治療策略具有關(guān)鍵意義。細(xì)胞因子作為細(xì)胞間通訊的重要介質(zhì),在巨噬細(xì)胞與胃癌干細(xì)胞的相互作用中扮演著不可或缺的角色。研究發(fā)現(xiàn),巨噬細(xì)胞分泌的多種細(xì)胞因子能夠顯著影響胃癌干細(xì)胞的生物學(xué)行為。在本研究中,M2型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)和白細(xì)胞介素-6(IL-6)等細(xì)胞因子的分泌水平顯著升高。VEGF是一種強(qiáng)效的促血管生成因子,它能夠與血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的受體結(jié)合,激活下游信號(hào)通路,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和管腔形成,從而為腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移提供充足的營(yíng)養(yǎng)和氧氣供應(yīng)。已有研究表明,VEGF在多種腫瘤中高表達(dá),與腫瘤的血管生成、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。在胃癌中,VEGF的高表達(dá)與腫瘤的分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后相關(guān)。IL-6是一種多功能的細(xì)胞因子,它可以通過(guò)多種途徑影響腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為。IL-6可以激活JAK/STAT3信號(hào)通路,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、存活和干性維持;還可以調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能,抑制機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)。在胃癌中,IL-6的高表達(dá)與腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和化療耐藥性密切相關(guān)。這些結(jié)果表明,巨噬細(xì)胞,尤其是M2型巨噬細(xì)胞,通過(guò)上調(diào)VEGF和IL-6等細(xì)胞因子的分泌,為胃癌干細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移創(chuàng)造了有利的微環(huán)境。除了VEGF和IL-6,巨噬細(xì)胞分泌的其他細(xì)胞因子,如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-10(IL-10)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等,也在巨噬細(xì)胞對(duì)胃癌干細(xì)胞的調(diào)控中發(fā)揮著重要作用。TNF-α是一種具有廣泛生物學(xué)活性的細(xì)胞因子,它可以通過(guò)激活細(xì)胞凋亡信號(hào)通路,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡;也可以通過(guò)激活NF-κB信號(hào)通路,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、存活和侵襲。在巨噬細(xì)胞與胃癌干細(xì)胞的相互作用中,TNF-α的作用具有雙重性,其具體作用取決于腫瘤細(xì)胞的類型、微環(huán)境以及TNF-α的濃度等因素。IL-10是一種免疫抑制因子,它可以抑制巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。在腫瘤微環(huán)境中,IL-10可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型極化,形成腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs),從而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。TGF-β是一種多功能的細(xì)胞因子,它在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中也具有雙重作用。在腫瘤早期,TGF-β可以通過(guò)抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等方式發(fā)揮抗腫瘤作用;而在腫瘤晚期,TGF-β可以通過(guò)促進(jìn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)、血管生成和免疫抑制等方式促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。在巨噬細(xì)胞與胃癌干細(xì)胞的相互作用中,TGF-β可以通過(guò)激活Smad信號(hào)通路,調(diào)節(jié)胃癌干細(xì)胞的干性維持、增殖和分化等過(guò)程。信號(hào)通路是細(xì)胞內(nèi)信息傳遞的重要途徑,在巨噬細(xì)胞影響胃癌干細(xì)胞的過(guò)程中,多種信號(hào)通路被激活或抑制,從而調(diào)控胃癌干細(xì)胞的生物學(xué)行為。本研究重點(diǎn)檢測(cè)了PI3K/Akt、MAPK/Erk和Wnt/β-catenin等與腫瘤細(xì)胞增殖、存活和干性維持密切相關(guān)的信號(hào)通路。在M2型巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)組中,胃癌干細(xì)胞內(nèi)p-Akt(磷酸化的Akt)、p-Erk(磷酸化的Erk)和β-catenin的表達(dá)水平顯著上調(diào)。PI3K/Akt信號(hào)通路在細(xì)胞的增殖、存活、代謝等過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。PI3K可以被多種細(xì)胞外刺激激活,如生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子等,激活后的PI3K將磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)轉(zhuǎn)化為磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(PIP3),PIP3可以招募Akt到細(xì)胞膜上,并在磷酸肌醇依賴性激酶-1(PDK1)和mTORC2的作用下,使Akt發(fā)生磷酸化而激活。激活的Akt可以通過(guò)磷酸化下游的多種底物,如Bad、GSK-3β、mTOR等,促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和存活,抑制細(xì)胞凋亡。已有研究表明,PI3K/Akt信號(hào)通路在胃癌中常常被激活,與胃癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移和化療耐藥性密切相關(guān)。MAPK/Erk信號(hào)通路參與細(xì)胞的增殖、分化、遷移等多種生物學(xué)過(guò)程。當(dāng)細(xì)胞受到生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、應(yīng)激等刺激時(shí),Ras蛋白被激活,激活的Ras可以招募Raf蛋白到細(xì)胞膜上,Raf蛋白進(jìn)而激活MEK蛋白,MEK蛋白再激活Erk蛋白。激活的Erk可以進(jìn)入細(xì)胞核,磷酸化多種轉(zhuǎn)錄因子,如Elk-1、c-Fos、c-Jun等,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),從而影響細(xì)胞的生物學(xué)行為。在胃癌中,MAPK/Erk信號(hào)通路的激活與腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Wnt/β-catenin信號(hào)通路對(duì)于維持干細(xì)胞的干性和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖具有重要意義。在正常情況下,β-catenin與APC、Axin和GSK-3β等蛋白形成復(fù)合物,在GSK-3β的作用下,β-catenin被磷酸化,然后被泛素化降解。當(dāng)Wnt信號(hào)通路被激活時(shí),Wnt蛋白與細(xì)胞膜上的Frizzled受體和LRP5/6共受體結(jié)合,激活Dishevelled蛋白,Dishevelled蛋白抑制GSK-3β的活性,使β-catenin不能被磷酸化和降解,從而在細(xì)胞質(zhì)中積累并進(jìn)入細(xì)胞核。在細(xì)胞核中,β-catenin與轉(zhuǎn)錄因子TCF/LEF結(jié)合,啟動(dòng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和干性維持。已有研究表明,Wnt/β-catenin信號(hào)通路在胃癌干細(xì)胞中高度激活,與胃癌的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后密切相關(guān)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證這些信號(hào)通路在巨噬細(xì)胞影響胃癌干細(xì)胞過(guò)程中的作用,本研究采用了信號(hào)通路抑制劑進(jìn)行干預(yù)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示,加入PI3K/Akt信號(hào)通路抑制劑LY294002、MAPK/Erk信號(hào)通路抑制劑U0126和Wnt/β-catenin信號(hào)通路抑制劑XAV939后,胃癌干細(xì)胞的增殖率明顯降
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