肝癌細(xì)胞力學(xué)特性及其與細(xì)胞周期的關(guān)系研究.pdf

1、腫瘤作為一種惡性疾病，嚴(yán)重地危害人類健康，已經(jīng)成為人類生命的第二號(hào)殺手。其惡性表現(xiàn)之一就是它的侵襲轉(zhuǎn)移性，這是引起腫瘤晚期惡化，導(dǎo)致死亡的直接原因。無論對臨床醫(yī)學(xué)或是基礎(chǔ)理論來說，研究并闡明腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的機(jī)制都是頭等重大的課題。惡性腫瘤常見的轉(zhuǎn)移途徑主要有淋巴道轉(zhuǎn)移、血道轉(zhuǎn)移和種植性轉(zhuǎn)移，通常腫瘤經(jīng)血道轉(zhuǎn)移需經(jīng)歷浸潤性生長→侵蝕基底膜→穿透內(nèi)皮細(xì)胞→血道運(yùn)輸→靶器官微血管附著→穿出內(nèi)皮及在靶組織形成轉(zhuǎn)移灶等，這是一個(gè)十分復(fù)雜的多階

2、段連續(xù)過程。近年來盡管腫瘤的診斷、治療取得了較大進(jìn)展，但關(guān)于腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移機(jī)制至今尚未完全闡明，腫瘤手術(shù)切除后的復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移是影響療效的主要原因之一，因此有關(guān)腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究不僅有重要的理論意義，而且有重要的應(yīng)用價(jià)值。 原發(fā)性肝癌是世界上十大常見癌癥之一，自20世紀(jì)90年代以來其發(fā)病率已上升為惡性腫瘤的第二位，本文在分析研究國內(nèi)外有關(guān)肝癌細(xì)胞力學(xué)特性研究方法及其研究狀況的基礎(chǔ)上，把細(xì)胞力學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，

3、建立了肝癌細(xì)胞力學(xué)特性研究的實(shí)驗(yàn)方法和分析模型，應(yīng)用微管吸吮技術(shù)從細(xì)胞周期的角度研究了肝癌細(xì)胞的粘彈性特征以及肝癌細(xì)胞與Ⅳ型膠原裱襯表面、人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的粘附力學(xué)特征。其主要研究工作和結(jié)果、結(jié)論如下： 1.肝癌細(xì)胞力學(xué)特性研究的方法學(xué)建立了微管吸吮技術(shù)研究肝癌細(xì)胞力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)方法和分析方法，采用標(biāo)準(zhǔn)線性固體模型描述肝癌細(xì)胞的粘彈性特征。表明微管吸吮技術(shù)是一種較好的在單個(gè)細(xì)胞水平上研究肝癌細(xì)胞粘彈特性、肝癌細(xì)胞與Ⅳ型膠原和內(nèi)皮

4、細(xì)胞粘附力學(xué)特性的先進(jìn)手段。 2.肝癌細(xì)胞的同步化利用流式細(xì)胞技術(shù)分析未經(jīng)同步處理的大鼠肝癌細(xì)胞(HTC)的細(xì)胞周期，其各周期時(shí)相細(xì)胞的百分比為G0/G1期44.97％、G2/M期12.67％、S期42.36％；采取胸腺嘧啶脫氧核苷和秋水仙堿順序阻斷后釋放培養(yǎng)的方法可獲得同步化于G1期的HTC細(xì)胞，G1期平均同步率為69.79％；采取胸腺嘧啶脫氧核苷雙阻斷后釋放培養(yǎng)的方法可獲得S期HTC細(xì)胞，S期平均同步率為98.32％。

5、 用同樣的方法對人肝癌細(xì)胞(SMMC-7721)進(jìn)行同步，結(jié)果是：G1期平均同步率為66.11％，S期平均同步率為95.82％，而未經(jīng)同步處理的SMMC-7721細(xì)胞各周期時(shí)相百分比為G0/G1期53.51％、G2/M期11.01％、S期35.48％。兩種肝癌細(xì)胞G1期和S期的同步率在4hr內(nèi)均穩(wěn)定維持于這一水平，能滿足后續(xù)微管吸吮實(shí)驗(yàn)的要求。 3.肝癌細(xì)胞的粘彈性特征利用微管吸吮技術(shù)從細(xì)胞周期角度研究了HTC細(xì)胞的粘彈特征，

6、結(jié)果發(fā)現(xiàn)HTC細(xì)胞具有高彈性系數(shù)和低粘性系數(shù)的粘彈特征；G1期HTC細(xì)胞與S期相比，其剛性增大，蠕變時(shí)間短，初始變形和最大變形程度均小于S期，提示G1期HTC細(xì)胞經(jīng)血道轉(zhuǎn)移時(shí)可能更容易在血流中存活。本文還結(jié)合細(xì)胞骨架對HTC細(xì)胞的粘彈性特征進(jìn)行了分析。 4。肝癌細(xì)胞與Ⅳ型膠原的粘附力學(xué)特性HTC細(xì)胞與Ⅳ型膠原的粘附力在研究劑量范圍內(nèi)隨膠原濃度的增加而增大，呈現(xiàn)出明顯的濃度依賴關(guān)系。G1期HTC細(xì)胞與S期比較，呈現(xiàn)出粘附和去粘附的

7、活躍狀態(tài)。在相同的條件下，G1期HTC細(xì)胞與Ⅳ型膠原的粘附力比S期相應(yīng)值大，粘附時(shí)間更快，提示在HTC細(xì)胞侵蝕基底膜階段，G1期細(xì)胞可能起更大的作用。本文還從粘附分子的角度對HTC細(xì)胞與Ⅳ型膠原的粘附力學(xué)特征進(jìn)行了分析。 5.肝癌細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附力學(xué)特性本文首先建立了肝癌細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘附力分析的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，接著?yīng)用流式細(xì)胞技術(shù)檢測肝癌細(xì)胞上integrinβ1的表達(dá)，最后研究了不同細(xì)胞周期肝癌細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附力學(xué)特性。結(jié)

8、果表明：integrinβ1粘附分子在SMMC-7721細(xì)胞上高表達(dá)，但其表達(dá)量呈現(xiàn)周期差異，這種粘附分子在SMMC-7721細(xì)胞與人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)的粘附過程中起著重要作用；SMMC-7721細(xì)胞與HUVECs的粘附力隨粘附時(shí)間的變化而變化，也表現(xiàn)出粘附和去粘附的行為特征；S期SMMC-7721細(xì)胞上integrinβ1的表達(dá)比G1期相應(yīng)值高，與HUVECs的粘附力比G1期細(xì)胞相應(yīng)值大，提示在肝癌細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附過程