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目的:构建能特异性抑制SHI-1细胞株趋化因子受体CXCR4(CXC chemokinereceptor type4)基因表达的慢病毒siRNA载体,转染至SHI-1细胞中,降低CXCR4基因的表达,建立白血病细胞株SHI-1细胞与急性白血病骨髓基质细胞(bonemarrow stromal cells,BMSCs)体外共培养模型,观察干扰CXCR4表达后对SHI-1细胞体外增殖、黏附、侵袭能力的影响,并通过体内裸鼠皮下成瘤模型,进一步明确CXCR4与急性白血病临床发生、发展和髓外浸润间的关系。方法:1、参照文献设计针对CXCR4的RNAi靶点序列,合成靶序列的Oligo DNA,退火形成双链DNA,与经Age I/BamH I酶切后的GV248-EGFP载体连接产生RNA慢病毒载体GV248-LV,PCR鉴定阳性克隆并测序,将测序正确的GV248-LV、pHelper1.0和pHelper2.0质粒经脂质体2000将共转染293T细胞,获得重组慢病毒,用逐孔稀释法测定病毒滴度。同理针对CXCR4阴性干扰序列,构建阴性病毒,测定病毒滴度。2、分SHI-1细胞为SHI-1/CXCR4组、SHI-1/NC组和SHI-1组共3组,其中SHI-1/CXCR4组为SHI-1细胞转染特异性干扰CXCR4基因表达的慢病毒干扰载体,SHI-1/NC组为转染含无关序列片段的慢病毒载体,SHI-1组不做任何处理,培养后,通过荧光显微镜、流式细胞术(FCM)观察各组SHI-1细胞转染病毒载体后的GFP荧光率,MTT法检测3组细胞体外增殖能力的变化,通过半定量RT-PCR、实时荧光定量PCR(qPCR)、流式细胞术检测CXCR4表达的改变。成功干扰SHI-1细胞CXCR4表达后,通过实时定量PCR检测SHI-1细胞中MMP-2、MMP-9mRNA的表达。3、体外培养急性非淋巴细胞白血病患者BMSCs,分别与3组细胞共培养24h,检测3组细胞与BMSCs细胞之间黏附能力改变。4、按1:10比例将BMSCs与三组SHI-1细胞接种于铺有Matrigel基质胶的Millicell小室中,建立SHI-1细胞跨Matrigel侵袭模型,共培养24h后,观察表达不同程度CXCR4的SHI-1细胞侵袭能力的改变。5、皮下成瘤模型:购买5-6周龄BALB/c裸鼠,分为3组,予环磷酰胺预处理后,分别给予左腋皮下注射SHI-1、SHI/NC、SHI-1/CXCR4细胞1X107/只,每组5只,观察腋下肿瘤大小,测量肿瘤体积和肿瘤重量。结果:(1)通过逐孔稀释法,成功构建了带有GFP绿色荧光的可供转染的慢病毒,测得阳性病毒滴度为8.00×108TU/ml,阴性病毒滴度为1.00×109TU/ml。(2)转染细胞后FCM检测SHI-1/CXCR4组GFP荧光率为93%、SHI-1/NC组为92%,MTT发现各组细胞间不同时间点的OD值无明显差异(均p>0.05)。半定量RT-PCR及qPCR检测发现SHI-1/CXCR4组的CXCR4的表达下降76%,FCM检测发现SHI-1/CXCR4组的CXCR4的表达被敲减了69.6%,而SHI-1/NC与SHI-1细胞之间无显著差异。成功干扰SHI-1细胞CXCR4表达后, qPCR检测发现SHI-1/CXCR4组的MMP-2、MMP-9mRNA表达分别下降63%和62%,而SHI-1/NC组与SHI-1组间的MMP-2mRNA及MMP-9mRNA表达无明显差异。(3)与BMSCs共培养24h后100倍显微镜下观察到SHI-1/CXCR4组细胞的黏附能力明显下降,计算骨髓基质细胞对各组SHI-1细胞的黏附个数,SHI-1组为(56.1±5.1),SHI-1/NC组为(57.6±5.4)、SHI-1/CXCR4组为(25.1±5.5),SHI-1/CXCR4组的黏附率较SHI-1组和SHI-1/NC组显著降低(p<0.01),而SHI-1组与SHI-1/NC组之间无明显统计学差异(p>0.05)。(4)单独的SHI-1细胞不能跨Matrigel基质胶向Millicell下层移行,与BMSCs共培养24h后,SHI-1细胞跨Matrigel基质胶向下层移行能力显著提高,24h后移行至下层的细胞占接种细胞数的比例分别为SHI-1+BMSCs (20.3±3.7)%;SHI-1/NC+BMSCs(19.6±4.2)%;SHI-1/CXCR4+BMSCs(9.2±2.1)%。SHI-1/CXCR4组与SHI-1组及SHI-1/NC组相比侵袭力显著下降(p<0.01),而SHI-1组与SHI-1/NC组之间无明显统计学差异(p>0.05)。(5)皮下成瘤模型发现SHI-1/CXCR4细胞组的皮下成瘤能力完全被抑制。SHI-1及SHI-1/NC细胞组裸鼠皮下形成的肿瘤重量和体积之间无明显差异(p>0.05)。结论:(1)成功构建可抑制CXCR4基因表达的慢病毒siRNA载体,可供进一步实验研究。(2)转染慢病毒载体后SHI-1细胞的CXCR4的表达被成功干扰,且MMP-2、MMP-9mRNA的表达也下降。SHI-1/CXCR4细胞的体外增殖能力无明显变化,但黏附能力明显下降,提示CXCR4参与的细胞通路可影响SHI-1细胞的黏附功能。(3)在白血病患者BMSCs与白血病SHI-1细胞接触时,SHI-1细胞跨Matrigel基质胶能力提高,干扰CXCR4表达后,其侵袭能力下降,可能是BMSCs与SHI-1细胞通过CXCR4及MMP-2、MMP-9等来诱导SHI-1细胞跨Matrigel侵袭能力提高,为白血病细胞向髓外浸润的重要机制之一。(4)皮下成瘤模型结果表明,干扰CXCR4表达后,SHI-1细胞在裸鼠皮下成瘤能力被完全抑制,提示CXCR4在白血病细胞的生长、定植及局部浸润起到了重要作用。综上所述:基因沉默CXCR4的表达后,SHI-1细胞株的黏附能力、体外侵袭能力及裸鼠皮下成瘤率明显下降,提示CXCR4与急性白血病细胞的生长、迁移、浸润密不可分,为急性白血病的靶向治疗提供了依据。