基本信息
- 項目名稱：
- TNFα-Tumstatin54-132/IL-24基因修飾的間質(zhì)干細胞抗腫瘤研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 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)外作用前列腺癌細胞研究及機制分析；采用腺病毒攜帶IL-24修飾臍帶來源MSCs，體內(nèi)外作用肺癌細胞研究及機制分析。
- 詳細介紹：
- 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)外抗腫瘤效應及機制。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與人前列腺癌細胞株P(guān)C3, LNCaP 和內(nèi)皮細胞株EVC-304體外共培養(yǎng), 觀察其抑制腫瘤細胞增殖及誘導凋亡效應，體內(nèi)選擇免疫缺陷(SCID)裸鼠制備PC-3致瘤動物模型，將TNFα-Tumstatin54-132融合基因轉(zhuǎn)染的MSCs細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與人肺癌細胞株A549體外共培養(yǎng), 觀察其抑制腫瘤細胞增殖效應，體內(nèi)選擇免疫缺陷(SCID)裸鼠制備A549致瘤動物模型，將IL-24基因轉(zhuǎn)染的MSCs 細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)外抗腫瘤機制。研究結(jié)果顯示獲得的抗腫瘤基因修飾的MSCs生物學特性仍然得以維持。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胞增殖并誘導其凋亡，同時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，抑制腫瘤細胞增殖、促進凋亡和降低血供； SPTT-MSC體內(nèi)外抗腫瘤機制與抑制前列腺腫瘤細胞內(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，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胞增殖，誘導腫瘤細胞周期阻滯和凋亡，并阻斷腫瘤血管新生等機制來發(fā)揮抗肺癌作用。體內(nèi)外抗腫瘤機制是通過ERK1/2、JNK及AKT通路抑制細胞增殖、促進細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)運至腫瘤局部和轉(zhuǎn)移位點，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作為細胞載體，將TNFα與Tumstatin基因融合，以慢病毒載體介導轉(zhuǎn)染骨髓來源MSC；或以腺病毒載體介導白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，增強抗腫瘤活性和治療特異性。
科學性、先進性及獨特之處
- MSC目前成為細胞治療應用中的首選種子細胞，具有向腫瘤和炎癥部位趨向性，應用其轉(zhuǎn)運治療基因進行治療具有靶向性。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基因進行融合，獲得的融合基因不僅帶有TNFα活性的效應片段克服其單獨應用的弊端，而且具有抗血管形成作用。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 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驗和理論依據(jù)，并為未來臨床轉(zhuǎn)化應用奠定了基礎(chǔ)。
學術(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)外抗腫瘤效應及機制。 TNFα-Tumstatin54-132慢病毒載體構(gòu)建，轉(zhuǎn)染骨髓MSC，同時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), 觀察其抑制腫瘤細胞增殖及誘導凋亡效應，體內(nèi)選擇免疫缺陷裸鼠制備致瘤動物模型，將基因轉(zhuǎn)染的MSCs細胞通過腫瘤局部注射治療，分析研究體內(nèi)外抗腫瘤機制。轉(zhuǎn)染的MSCs體外可抑制腫瘤細胞增殖并誘導其凋亡，同時可抑制腫瘤血管生成；體內(nèi)可抑制裸鼠癌模型生長，抑制腫瘤細胞增殖、促進凋亡和降低血供；SPTT-MSC體內(nèi)外抗腫瘤機制與抑制前列腺腫瘤細胞內(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胞載體，抗腫瘤基因修飾MSCs，使其靶向運載抗腫瘤藥物到達腫瘤部位，通過抑制腫瘤細胞的生長及血管形成發(fā)揮抗腫瘤效應。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 本研究工作經(jīng)中國科學院上?？萍疾樾伦稍冎行姆治鲞_到國內(nèi)同行的領(lǐng)先水平。
參考文獻
- 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)干細胞（Mesenchymal stem cells, MSCs）是近年來國內(nèi)外學者十分感興趣的成體干細胞之一，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、體外擴增容易并且增殖能力強，具有向骨、軟骨、肌腱、韌帶、脂肪細胞、心肌細胞及神經(jīng)細胞等多向化得潛能，已成為臨床再生醫(yī)學、組織工程的種子細胞。國內(nèi)文獻有：劉峰等研究骨髓間充質(zhì)干細胞對小鼠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IL-12基因在間充質(zhì)干細胞中的表達；魯民等研究TNFα-Tumstatin45-132分子構(gòu)建、生物學特征預測和活性驗證；趙亮等研究重組融合蛋白Tumstatin-TNF-α分泌型真核表達載體的構(gòu)建及其在中國倉鼠卵巢細胞中的表達；王國慶等研究攜帶小鼠beta防御素2的間充質(zhì)干細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)干細胞在肝缺血組織黏附的實驗研究；姜晗防等研究小鼠骨髓間充質(zhì)干細胞接種小鼠肝癌組織誘發(fā)肝癌細胞壞死；喬純等對慢病毒-TNFα-Tumstatin的分子構(gòu)建及抗腫瘤作用的研究。 國外文獻有：Studeny M等報道將腺病毒介導IFN-β轉(zhuǎn)染的MSC體外與人黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移性細胞A375SM共培養(yǎng)，明顯抑制A375SM細胞生長； 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)皮細胞增殖的范圍比TNF-α單獨時大，導致抑制L929鼠成纖維細胞的凋亡。國外有腺病毒介導IFN-β轉(zhuǎn)染的MSC體外與人黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移性細胞A375SM共培養(yǎng)并抑制A375SM細胞生長、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胞HT-29的能力、Tumstatin45-132-TNF-α功能蛋白阻止內(nèi)皮細胞增殖的范圍比TNF-α單獨時大，導致抑制L929鼠成纖維細胞的凋亡的報道，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抗腫瘤作用的應用分析比較的報道。
