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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- TNFα-Tumstatin54-132/IL-24基因修飾的間質(zhì)干細(xì)胞抗腫瘤研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 采用慢病毒攜帶抗腫瘤融合基因TNFα-Tumstatin54-132修飾骨髓來源MSCs，體內(nèi)外作用前列腺癌細(xì)胞研究及機(jī)制分析；采用腺病毒攜帶IL-24修飾臍帶來源MSCs，體內(nèi)外作用肺癌細(xì)胞研究及機(jī)制分析。
- 詳細(xì)介紹：
- 探討慢病毒攜帶抗腫瘤融合基因TNFα-Tumstatin54-132修飾骨髓來源MSCs，以及腺病毒攜帶IL-24修飾臍帶來源的MSCs體內(nèi)外抗腫瘤效應(yīng)及機(jī)制。將TNFα-Tumstatin54-132慢病毒載體構(gòu)建，轉(zhuǎn)染骨髓來源MSC，體外將轉(zhuǎn)基因的MSCs與人前列腺癌細(xì)胞株P(guān)C3, LNCaP 和內(nèi)皮細(xì)胞株EVC-304體外共培養(yǎng), 觀察其抑制腫瘤細(xì)胞增殖及誘導(dǎo)凋亡效應(yīng)，體內(nèi)選擇免疫缺陷(SCID)裸鼠制備PC-3致瘤動(dòng)物模型，將TNFα-Tumstatin54-132融合基因轉(zhuǎn)染的MSCs細(xì)胞通過腫瘤局部注射觀察腫瘤生長變化情況。IL-24基因腺病毒載體構(gòu)建，轉(zhuǎn)染臍帶來源MSC，體外將轉(zhuǎn)基因的MSCs與人肺癌細(xì)胞株A549體外共培養(yǎng), 觀察其抑制腫瘤細(xì)胞增殖效應(yīng)，體內(nèi)選擇免疫缺陷(SCID)裸鼠制備A549致瘤動(dòng)物模型，將IL-24基因轉(zhuǎn)染的MSCs 細(xì)胞通過腫瘤局部注射觀察腫瘤生長變化情況。并分別通過western-blot檢測增殖、凋亡及血管形成通路蛋白，分析研究體內(nèi)外抗腫瘤機(jī)制。研究結(jié)果顯示獲得的抗腫瘤基因修飾的MSCs生物學(xué)特性仍然得以維持。TNFα－Tumstatin融合基因轉(zhuǎn)染的MSCs（SPTT-MSCs）體外可抑制雄激素非依賴型和依賴型前列腺腫瘤細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡，同時(shí)可抑制腫瘤血管生成；體內(nèi)SPTT-MSC可抑制裸鼠前列腺癌模型生長，抑制腫瘤細(xì)胞增殖、促進(jìn)凋亡和降低血供； SPTT-MSC體內(nèi)外抗腫瘤機(jī)制與抑制前列腺腫瘤細(xì)胞內(nèi)ERK和AKT蛋白磷酸化，增加促凋亡蛋白Bax，降低抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)，活化caspases-3/8蛋白有關(guān)。在此基礎(chǔ)上，以臍帶來源MSC作為腫瘤特異性抑制分子IL-24的轉(zhuǎn)運(yùn)載體, 轉(zhuǎn)IL-24基因的MSC （IL-24-MSCs）體內(nèi)外可以通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞周期阻滯和凋亡，并阻斷腫瘤血管新生等機(jī)制來發(fā)揮抗肺癌作用。體內(nèi)外抗腫瘤機(jī)制是通過ERK1/2、JNK及AKT通路抑制細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡及抗血管形成抑制肺癌。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- MSC作為腫瘤基因治療的理想細(xì)胞載體，其體內(nèi)注射后具有腫瘤趨向性，可將抗腫瘤分子藥物以“濃縮”的方式靶向轉(zhuǎn)運(yùn)至腫瘤局部和轉(zhuǎn)移位點(diǎn)，從而減少治療的系統(tǒng)毒性。本研究分別利用骨髓和臍帶來源的MSC作為細(xì)胞載體，將TNFα與Tumstatin基因融合，以慢病毒載體介導(dǎo)轉(zhuǎn)染骨髓來源MSC；或以腺病毒載體介導(dǎo)白IL24轉(zhuǎn)染臍帶來源MSC，旨在發(fā)揮轉(zhuǎn)入基因的靶向抗腫瘤作用，增強(qiáng)抗腫瘤活性和治療特異性。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- MSC目前成為細(xì)胞治療應(yīng)用中的首選種子細(xì)胞，具有向腫瘤和炎癥部位趨向性，應(yīng)用其轉(zhuǎn)運(yùn)治療基因進(jìn)行治療具有靶向性。采用不同基因修飾方式攜帶具有抗腫瘤作用的融合基因或單基因，修飾兩種不同來源成體干細(xì)胞MSC研究體內(nèi)外抗腫瘤作用；將腫瘤抑素基因Tumstatin54-132與TNFα基因進(jìn)行融合，獲得的融合基因不僅帶有TNFα活性的效應(yīng)片段克服其單獨(dú)應(yīng)用的弊端，而且具有抗血管形成作用。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 盡管腫瘤的早期診斷和治療新方法不斷出現(xiàn)，但依然存在腫瘤轉(zhuǎn)移以及耐藥的問題，因此亟待新的治療手段。腫瘤分子生物學(xué)研究和基因工程的發(fā)展使得腫瘤基因治療成為可能。以MSC為載體的治療基因靶向轉(zhuǎn)運(yùn)作為一種新的生物治療手段，為基于MSC腫瘤基因治療提供了實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)，并為未來臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 探討慢病毒攜帶抗腫瘤融合基因TNFα-Tumstatin54-132修飾骨髓來源MSCs，以及腺病毒攜帶IL-24修飾臍帶來源的MSCs體內(nèi)外抗腫瘤效應(yīng)及機(jī)制。 TNFα-Tumstatin54-132慢病毒載體構(gòu)建，轉(zhuǎn)染骨髓MSC，同時(shí)IL-24基因腺病毒載體構(gòu)建，轉(zhuǎn)染臍帶MSC，體外將轉(zhuǎn)基因的MSCs與PC3, LNCaP，A549 和EVC-304體外共培養(yǎng), 觀察其抑制腫瘤細(xì)胞增殖及誘導(dǎo)凋亡效應(yīng)，體內(nèi)選擇免疫缺陷裸鼠制備致瘤動(dòng)物模型，將基因轉(zhuǎn)染的MSCs細(xì)胞通過腫瘤局部注射治療，分析研究體內(nèi)外抗腫瘤機(jī)制。轉(zhuǎn)染的MSCs體外可抑制腫瘤細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡，同時(shí)可抑制腫瘤血管生成；體內(nèi)可抑制裸鼠癌模型生長，抑制腫瘤細(xì)胞增殖、促進(jìn)凋亡和降低血供；SPTT-MSC體內(nèi)外抗腫瘤機(jī)制與抑制前列腺腫瘤細(xì)胞內(nèi)ERK和AKT蛋白磷酸化， IL-24-MSCs體內(nèi)外與ERK1/2、JNK及AKT通路相關(guān)。 MSCs是抗腫瘤治療的理想細(xì)胞載體，抗腫瘤基因修飾MSCs，使其靶向運(yùn)載抗腫瘤藥物到達(dá)腫瘤部位，通過抑制腫瘤細(xì)胞的生長及血管形成發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)。
獲獎(jiǎng)情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 本研究工作經(jīng)中國科學(xué)院上?？萍疾樾伦稍冎行姆治鲞_(dá)到國內(nèi)同行的領(lǐng)先水平。
參考文獻(xiàn)
- Studeny M, Marini FC, Dembinski JL, et al. Mesenchymal stem cells: potential precursors for tumor stroma and targeted-delivery vehicles for anticancer agents. J Natl Cancer Inst, 2004, 96:1593-1603. Xin H, Kanehira M, Mizuguchi H, et al. Targeted delivery of CX3CL1 to multiple lung tumors by mesenchymal stem cells. Stem Cells, 2007, 25:1618-1626. Loebinger MR, Eddaoudi A, Davies D, et al. Mesenchymal stem cell delivery of TRAIL can eliminate metastatic cancer. Cancer Res, 2009, 69:4134-4142.
同類課題研究水平概述
- 間質(zhì)干細(xì)胞（Mesenchymal stem cells, MSCs）是近年來國內(nèi)外學(xué)者十分感興趣的成體干細(xì)胞之一，存在于多種組織，主要包括骨髓、脂肪組織、骨骼肌、肝臟、臍帶、臍血及外周血等。MSCs分離純化、體外擴(kuò)增容易并且增殖能力強(qiáng)，具有向骨、軟骨、肌腱、韌帶、脂肪細(xì)胞、心肌細(xì)胞及神經(jīng)細(xì)胞等多向化得潛能，已成為臨床再生醫(yī)學(xué)、組織工程的種子細(xì)胞。國內(nèi)文獻(xiàn)有：劉峰等研究骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對小鼠Lewis肺癌皮下移植瘤的作用；王艷俊等研究重組腺病毒載體介導(dǎo)IL-12基因在間充質(zhì)干細(xì)胞中的表達(dá)；魯民等研究TNFα-Tumstatin45-132分子構(gòu)建、生物學(xué)特征預(yù)測和活性驗(yàn)證；趙亮等研究重組融合蛋白Tumstatin-TNF-α分泌型真核表達(dá)載體的構(gòu)建及其在中國倉鼠卵巢細(xì)胞中的表達(dá)；王國慶等研究攜帶小鼠beta防御素2的間充質(zhì)干細(xì)胞對小鼠惡性腹水的抑制作用；張肇林等對TNF-α增加骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在肝缺血組織黏附的實(shí)驗(yàn)研究；姜晗防等研究小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞接種小鼠肝癌組織誘發(fā)肝癌細(xì)胞壞死；喬純等對慢病毒-TNFα-Tumstatin的分子構(gòu)建及抗腫瘤作用的研究。 國外文獻(xiàn)有：Studeny M等報(bào)道將腺病毒介導(dǎo)IFN-β轉(zhuǎn)染的MSC體外與人黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移性細(xì)胞A375SM共培養(yǎng)，明顯抑制A375SM細(xì)胞生長； Luo et al研究Tumstatin45-132融合人TNF-α，希望產(chǎn)生一種具有特殊靶標(biāo)的生物功能的蛋白質(zhì)用于癌癥治療，該研究發(fā)現(xiàn)Tumstatin45-132-TNF-α功能蛋白阻止內(nèi)皮細(xì)胞增殖的范圍比TNF-α單獨(dú)時(shí)大，導(dǎo)致抑制L929鼠成纖維細(xì)胞的凋亡。國外有腺病毒介導(dǎo)IFN-β轉(zhuǎn)染的MSC體外與人黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移性細(xì)胞A375SM共培養(yǎng)并抑制A375SM細(xì)胞生長、用逆轉(zhuǎn)錄病毒將胞嘧啶脫氨酶（CD）轉(zhuǎn)染人脂肪組織來源的MSC，發(fā)現(xiàn)CD-MSC保持定向遷移至腫瘤細(xì)胞HT-29的能力、Tumstatin45-132-TNF-α功能蛋白阻止內(nèi)皮細(xì)胞增殖的范圍比TNF-α單獨(dú)時(shí)大，導(dǎo)致抑制L929鼠成纖維細(xì)胞的凋亡的報(bào)道，但并未見到利用TNFα-Tumstatin54-132融合基因和IL-24單基因分別修飾MSC抗腫瘤作用的應(yīng)用分析比較的報(bào)道。
