腹水來源胃癌原代細胞的建立及鑒定*

姜文靜，張忠獻，王堯河，石海亮，趙瑞華，宗　紅#，曹風雨#

1)鄭州大學第一附屬醫(yī)院腫瘤科 鄭州 450052　2)鄭州大學中英分子腫瘤學研究中心 鄭州 450052

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腹水來源胃癌原代細胞的建立及鑒定*

姜文靜1)，張忠獻2)，王堯河2)，石海亮2)，趙瑞華1)，宗紅1)#，曹風雨2)#

1)鄭州大學第一附屬醫(yī)院腫瘤科 鄭州 4500522)鄭州大學中英分子腫瘤學研究中心 鄭州 450052

摘要目的：以胃癌患者腹水來源的胃癌細胞為研究對象，旨在探索出一種相對成熟的腫瘤細胞原代培養(yǎng)技術及鑒定方法。方法：對腹水來源胃癌細胞進行原代培養(yǎng)，通過低濃度胰蛋白酶消化法及差速貼壁法進行原代細胞純化，獲得能夠穩(wěn)定傳代的胃癌轉移瘤細胞系，并通過觀察細胞形態(tài)、免疫熒光檢測、繪制細胞增殖曲線、構建裸鼠皮下移植瘤模型等方法對其進行鑒定。結果：獲得1例能夠穩(wěn)定傳代的腹水來源胃腺癌細胞株(命名為CFJ)，細胞形態(tài)一致，表達上皮性生物標志物，細胞核呈現(xiàn)明顯的異型性，能在裸鼠皮下成功構建移植瘤模型，增殖和轉移能力強，可見裸鼠縱隔、腋窩等多處淋巴結轉移。結論：胃癌轉移性腹水可以成為建立原代腫瘤細胞的很好來源。

胃癌是全球人口的第三大惡性腫瘤死亡原因[1]。胃癌在中國的發(fā)病率及病死率仍穩(wěn)居所有腫瘤的第2位[2]，5 a生存率也只有大約20%[3]。許多經(jīng)過胃根治性切除手術的胃癌患者依舊會發(fā)生腫瘤的復發(fā)和轉移。其中，腹膜轉移就是最常見的胃癌根治性手術患者治療失敗的原因，占總復發(fā)率的20.0%～53.5%[4-6]。胃癌腹膜轉移患者都會產(chǎn)生惡性腹水。原代細胞培養(yǎng)就是將取得的腫瘤組織或細胞在體外進行首次培養(yǎng)。原代培養(yǎng)細胞離體時間短，性狀與體內(nèi)相似，為腫瘤的研究提供了一個有效平臺。然而，手術標本獲取不易，而且許多患者發(fā)現(xiàn)時已是晚期，喪失了手術治療的時機，使得通過原發(fā)腫瘤進行原代培養(yǎng)獲取腫瘤細胞株變得比較困難。而獲得進展期胃癌患者的腹水相對容易，給患者帶來的痛苦更小，可以成為建立原代腫瘤細胞很好的來源。由此，作者選擇腹水來源胃癌細胞為研究對象，獲得1例能夠穩(wěn)定傳代的胃癌轉移瘤細胞株，報道如下。

1材料與方法

1.1材料CO2細胞培養(yǎng)箱(德國Thermo公司)，倒置顯微鏡(日本Olympus Optical 公司)，超凈工作臺(德國Thermo公司)，低速離心機(德國Thermo公司)，RTCA細胞功能分析儀(杭州ACEA公司)，DMEM/F12+GlutaMAXTM-1細胞培養(yǎng)基(美國Gibco公司)，胎牛血清(美國Gibco公司)，胰蛋白酶(美國Sigma公司)，二甲基亞砜(美國Sigma公司)，Matrigel(美國Gibco公司)。4～5周的BALB/c(nu/nu)雌性裸鼠購于北京維通利華實驗動物技術有限公司。

1.2腹水來源胃癌患者細胞的分離及培養(yǎng)胃癌患者腹水的搜集獲得鄭州大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會的批準，患者及家屬均簽署知情同意書。用離心管收集腹膜轉移進展期胃癌患者的新鮮腹水100～200 mL，1 000 r/min離心5 min后棄上清(血性腹水視情況于離心管中加入適量肝素抗凝)。用含體積分數(shù)5%胎牛血清的DMEM/F12培養(yǎng)基(加入氫化可的松、上皮生長因子)重懸沉淀后轉入底面積為25～75 cm2的培養(yǎng)瓶中，置于體積分數(shù)5% CO2、37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

1.3純化方法原代培養(yǎng)非常容易受到成纖維細胞的污染，而腹水中除了成纖維細胞外，往往混有大量脫落的間皮細胞，為腹水來源的腫瘤細胞的原代培養(yǎng)帶來嚴重的干擾，需及時清除[7-9]，可采用差速貼壁法和低濃度胰蛋白酶消化法。

1.3.1差速貼壁法根據(jù)腫瘤細胞比成纖維細胞貼壁速度慢的特點，把含有混合細胞的細胞懸液置于培養(yǎng)瓶中，放入37 ℃培養(yǎng)箱靜置30 min后，取出上清置于另一個培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)[10]。當混雜細胞貼壁生長達到一定數(shù)量后，消化傳代時再重復差速貼壁。

1.3.2低濃度胰蛋白酶消化法 選擇低濃度的胰蛋白酶消化，在倒置顯微鏡下觀察并輕輕搖動培養(yǎng)瓶，當大多數(shù)成纖維細胞脫落而腫瘤細胞克隆未脫落的時候立即終止消化，去上清，加條件培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)[10]。

1.4純化腫瘤細胞的鑒定

1.4.1免疫熒光檢測采用免疫熒光檢測方法測定純化細胞CFJ中特異性的生物標志物的表達。細胞角蛋白(CK)是上皮細胞最常見標記物，但是部分間皮細胞CK也可以呈陽性表達。而癌細胞只表達CK，抗鈣視網(wǎng)膜蛋白(CR)表達為陰性。

于24孔板中培養(yǎng)CFJ至80%融合；PBS洗2次，5 min/次；后用40 g/L多聚甲醛固定細胞15 min；PBS洗2次，5 min/次；加入100 μL體積分數(shù)0.25%的Triton X-100，室溫放置5 min；PBS洗2次，5 min/次；一抗室溫孵育2 h；PBS洗3次，5 min/次；加入TRITC標記的熒光二抗100 μL，室溫避光孵育1 h；PBS洗3次， 5 min/次；加入含有DAPI的封片液100 μL/孔，置于倒置顯微鏡下觀察。即用型鼠單抗CK和兔單抗CR均購于上海杰浩生物技術有限公司，熒光二抗山羊抗小鼠IgG購自北京中杉金橋生物技術有限公司，山羊抗兔IgG購自康為世紀公司。

1.4.2細胞形態(tài)觀察將培養(yǎng)不同階段的細胞于倒置顯微鏡下進行形態(tài)學觀察，記錄細胞的生長情況。

1.4.3細胞增殖、遷移實驗細胞增殖實驗：首先制備CFJ細胞懸液，細胞密度為5×104mL-1。在96孔培養(yǎng)板中加入50 μL培養(yǎng)基(共4個復孔)，將其放到RTCA細胞功能分析儀上，經(jīng)過RTCA系統(tǒng)自動掃描和基線檢測，保證所有孔的細胞指數(shù)低于0.063。取出96孔板，在孔中加入100 μL混合均勻的CFJ細胞懸液，放回培養(yǎng)箱中的RTCA細胞功能分析儀上，系統(tǒng)將定時自動掃描檢測，繪制細胞增殖曲線。

細胞遷移實驗：首先進行CIM-Plate遷移浸潤檢測板裝配[下室的孔中加入165 μL培養(yǎng)基，CFJ細胞陰性對照組加入無血清培養(yǎng)基，CFJ細胞組及A549細胞組(陽性對照)加入含體積分數(shù)10%胎牛血清培養(yǎng)基，在上室中加入30 μL無血清培養(yǎng)基]，制備CFJ與A549細胞懸液，細胞密度為4×105mL-1。向CIM-Plate上室加入100 μL細胞懸液，室溫靜置30 min待細胞沉降后放回RTCA儀的檢測臺，進行細胞遷移的實時動態(tài)監(jiān)測，自動繪制細胞遷移曲線。

2結果

2.1患者病例資料患者，男，63歲，河南省南陽市人。(胃底)腺癌，Lauren分型為混合型。腹腔穿刺腹水細胞病理學檢查結果：發(fā)現(xiàn)癌細胞，傾向腺癌。腹水離心沉渣涂片鏡下見少量團狀排列的核大深染細胞，并見中等量間皮細胞、淋巴細胞(圖1)。

2.2細胞形態(tài)見圖2。其中圖2A為純化前的原代細胞，鏡下觀察可見較多貼壁生長的細胞，但細胞大小、形態(tài)差異明顯，為不同種類細胞的混合生長；圖2B為通過低濃度胰蛋白酶消化法純化后的細胞，大部分成纖維細胞已經(jīng)脫落，鏡下可觀察到上皮性細胞克隆，細胞折光性強，飽滿、立體感強；圖2C為純化后擴增的上皮性細胞克隆，細胞形態(tài)一致，折光性強，飽滿、立體感強。純化細胞無細菌、真菌及支原體污染。

圖1　患者腹水HE染色發(fā)現(xiàn)癌細胞(×200)

A：純化前的原代細胞(×100)；B：通過低濃度胰蛋白酶消化法純化后的細胞(×100)；C：純化后擴增的上皮性細胞克隆(×200)。圖2　原代培養(yǎng)不同階段的細胞形態(tài)

2.3免疫熒光檢測結果見圖3。純化過的細胞CK呈強陽性表達，而CR不表達，證實為上皮來源的癌細胞。

A、B：CK呈強陽性表達；C、D：CR不表達。圖3　CFJ的免疫熒光染色結果(×200)

2.4CFJ細胞增殖實驗及遷移實驗結果顯示，CFJ體外增殖能力強，但遷移能力較弱,見圖4。

左：CFJ細胞的增殖曲線；右：CFJ細胞的遷移曲線。圖4　CFJ細胞增殖實驗及遷移實驗結果

2.5裸鼠皮下移植瘤模型的構建裸鼠皮下移植瘤模型構建成功，細胞佐以Matrigel時成瘤率可達100%。長時間觀察可見裸鼠腋窩、縱隔等多處淋巴結轉移，見圖5。裸鼠皮下移植瘤的生長曲線見圖6。

A：該患者原發(fā)腫瘤組織HE染色，可見到呈腺樣排列的癌組織(×100)；B：裸鼠皮下移植瘤HE染色，1為裸鼠表皮，2為癌組織，3為毛囊和皮脂腺，癌組織呈腺樣及實體狀排列(×100)；C：裸鼠皮下移植瘤瘤體HE染色，箭頭示癌細胞病理性核分裂像(×400)；D：裸鼠縱隔轉移淋巴結HE染色，1為轉移癌，2為殘余淋巴組織(×100)； E：CFJ細胞裸鼠皮下移植瘤。圖5　患者原發(fā)腫瘤及裸鼠皮下移植瘤模型

圖6　裸鼠皮下移植瘤的生長曲線

3討論

胃癌的發(fā)病率和病死率均較高，由于大多數(shù)胃癌患者確診時已發(fā)展為局部晚期或已出現(xiàn)轉移，因此平均生存時間很少超過12個月，5 a生存率小于7%[11]。近20 a來胃癌診斷、治療等方面取得了較大進展，但胃癌患者的總體預后仍不理想[12]。

該研究對腹水來源胃癌細胞進行原代培養(yǎng)，通過低濃度胰蛋白酶消化法及差速貼壁法進行原代細胞純化，獲得能夠穩(wěn)定傳代的胃癌轉移瘤細胞系。并通過免疫熒光檢測、繪制細胞增殖曲線、構建裸鼠皮下移植瘤模型等方法對其進行鑒定，逐步找到一種相對成熟的腹水來源胃癌細胞的原代培養(yǎng)及鑒定方法，成功獲得1例能夠穩(wěn)定傳代的腹水胃腺癌細胞株CFJ。該胃癌細胞能在裸鼠皮下構建移植瘤模型，腫瘤細胞在裸鼠皮下生長迅速，并可見腋窩、縱隔等多處淋巴結轉移病灶，證明該細胞在體內(nèi)有較強的增殖和遷移、轉移能力。體外遷移實驗的結果卻顯示其遷移能力很弱，體內(nèi)、外實驗結果存在一定的差異，提示應改進現(xiàn)有的實驗技術。對此作者將結合二代測序技術，希望可以發(fā)現(xiàn)分子傳導信號關聯(lián)，進一步解釋這種差異的原因。

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(2016-03-03收稿責任編輯姜春霞)

doi：10.13705/j.issn.1671-6825.2016.04.016

#通信作者：宗紅，女，1968年4月生，博士，主任醫(yī)師，研究方向：消化道腫瘤，E-mail：zonghong522@126.com；曹風雨，女，1976年12月生，博士，副教授，研究方向：腫瘤基因治療，E-mail：9175539@qq.com

中圖分類號R73-3

關鍵詞腹水；胃癌；原代培養(yǎng)；轉化；成瘤

Primary cell culture and identification of ascites-derived gastric cancer cells

JIANG Wenjing1)，ZHANG Zhongxian2)，WANG Yaohe2)，SHI Hailiang2)，ZHAO Ruihua1)，ZONG Hong1)，CAO Fengyu2)

1)DepartmentofOncology,theFirstAffiliatedHospital,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou4500522)Sino-BritishResearchCenterforMolecularOncology,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052

Key wordsascites;gastric cancer;primary cell culture;transformation;tumourgenesis

AbstractAim: To develop an optimal system for primary cell culture and identification technique with the ascites-derived gastric cancer cells as the research object.Methods: The ascites-derived gastric cancer cells were cultured and purified through the combination of digestion with low concentration trypsin and differential attachment. And the cell morphology was observed by HE and immunocytochemical staining.The cellular proliferation was detected. The tumor growth of established cell line in vivo was also investigated by the subcutaneous transplantation in nude mice model.Results: An ascites-derived gastric adenocarcinoma cell line(named as CFJ) that could passage steadily had been successfully developed. The cells were consistent in morphology with obvious atypia nuclei and with cytoplasm expressing epithelial biomarkers. Furthermore, it succeeded in establishing the subcutaneous transplantation model in nude mice, and found the cells could locally metastasize to the lymph nodes of mediastinum and axilla in the mice.Conclusion: Metastatic ascites of gastric cancer patients could be a good source of the primary cell culture.

*國家自然科學基金面上項目81272525；鄭州市科學技術局科技創(chuàng)新團隊項目131PCXTD633；河南省醫(yī)學科技攻關計劃項目201202001