探讨趋化因子配体5(CCL5)及受体在脑胶质瘤微环境中的表达,及其介导脑胶质瘤相关间充质干细胞(gaMSCs)促肿瘤细胞的增殖和侵袭机制。
方法提取并培养gbMSCs(取自15例2017年1月至10月华中科技大学同济医学院附属协和医院神经外科手术切除人脑胶质瘤新鲜肿瘤组织标本,WHO Ⅳ)。使用实时荧光定量聚合酶链反应法(qPCR)检测U87、gbMSCs、BM-MSC和4例外伤脑组织中CCL5表达。使用蛋白质印迹法(Western blot)法、qPCR和免疫细胞染色检测脑胶质瘤细胞株U87和GBM细胞中CCL5受体CCR1、CCR3、CCR5的表达。使用细胞计数法、细胞增殖/毒性检测试剂盒-8(CCK-8)实验、磺酰罗丹明B比色(SRB)法和3D肿瘤球体细胞侵袭实验检测gaMSCs对U87和GBM的增殖和侵袭作用。使用细胞计数法、磺酰罗丹明B比色(SRB)法和3D肿瘤球体细胞侵袭实验检测使用不同浓度CCL5及其抗体对gaMSCs促脑胶质瘤细胞增殖和侵袭的具体机制。多组的比较采用单因素方差分析,进一步实验组或对照组两两比较采用LSD-t检验,Western blot实验结果采用t检验。
结果gaMSCs可促进脑胶质瘤细胞增殖和侵袭,CCK-8法检测gaMSC1,gaMSC2组及Control组培养胶质瘤细胞U87增殖能力,细胞活性为1.320±0.063、1.250±0.087和0.700±0.012(F=42.270,P<0.05)。3D肿瘤球体细胞侵袭实验检测U87在Control、gaMSCs1、gaMSCs2组的细胞侵袭性定量分别为10.23±0.64、29.25±0.87和24.79±0.92(F=37.610,P<0.05)。gaMSCs和骨髓间充质干细胞(BMSCs)一样高表达CCL5,qPCR检测CCL5 mRNA在BMSCs和gaMSCs1、gaMSCs2、gaMSCs3中的表达,分别为0.62±0.05、0.61±0.03、0.62±0.04、0.59±0.07(F=5.290,P>0.05)。进一步比较GBM中和Control外伤脑组织的CCL5 mRNA表达,分别为0.55±0.03、0.22±0.05,两两比较,差异有统计学意义(F=34.750,P<0.05)。脑胶质瘤组织中持续表达CCR3 (14/15的阳性表达),部分表达CCR5(11/15的阳性表达),而CCR1几乎不表达(0/15的阳性表达),差异有统计学意义(F=86.010,P<0.05)。CCL5 Ab可以明显抑制gaMSCs条件培养液促胶质瘤细胞的增殖和侵袭的能力,不同浓度CCL5(20 μg/L和50 μg/L)均能促U87更快的增殖和侵袭。SRB实验:U87细胞的Control组、gaMSCs组和gaMSCs+CCL5 Ab(20 μg/L)组细胞存活率分别为0.480±0.030、0.831±0.010和0.571±0.160,比较与对照组,CCL5Ab(20 μg/L)明显抑制gaMSCs条件培养液促U87细胞的增殖,差异有统计学意义(F=57.930,P<0.05)。含0、25、50 μg/L CCL5的无血清培养液,培养U87细胞4 d后,平均细胞计数分别为18.1×104个/孔、21.9×104个/孔、26.6×104个/孔,细胞增殖数依次增高(F=42.830,P<0.05)。3D肿瘤球体细胞侵袭实验:U87细胞球在Control、gaMSCs、gaMSCs+CCL5 Ab(25 μg/L)培养液,细胞侵袭性定量分别为10.53±0.04、26.78±0.61和11.37±0.23,差异有统计学意义(F=54.270,P<0.05)。gaMSCs条件培养液中加入CCL5 Ab(25 μg/L)明显抑制gaMSCs条件培养液促U87细胞侵袭能力;U87细胞球在含0、10、20 μg/L CCL5的无血清培养液中,细胞侵袭性定量分别为9.97±0.82、15.25±0.43和24.52±0.21,细胞球侵袭面积依次增大,两两比较,差异有统计学意义(F=74.360,P<0.05)。
结论脑胶质瘤相关间充质干细胞促进脑胶质瘤增殖和侵袭,CCL5在该过程起关键作用。