間充質(zhì)干細胞對婦科惡性腫瘤生物學行為的影響

鄭麗紅 胡曉麗 陳一杰 朱雪瓊

間充質(zhì)干細胞（mesenchymal stem cell，MSC）是成人非造血干細胞，廣泛存在于各種器官和組織的基質(zhì)中，具有高度的增殖、自我更新和多向分化的能力[1]。MSC 可以從各種組織中獲得，如羊水、骨髓、脂肪組織、臍帶等[2-4]。迄今為止，學者們發(fā)現(xiàn)MSC 對多種類型的實體瘤具有趨化性，可作為靶向治療的良好載體。近年研究表明，MSC 可作為載體細胞攜帶腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導配體、白細胞介素21、干擾素β 等因子靶向治療腫瘤[5-7]。但目前國內(nèi)外關(guān)于MSC 對腫瘤細胞生物學行為的影響報道不一。本文就MSC 對婦科惡性腫瘤生物學行為的影響作一綜述。

1 MSC 對婦科惡性腫瘤細胞增殖的影響

1.1 MSC 對卵巢癌細胞增殖的影響 楊園園等[8]研究發(fā)現(xiàn)，綠色熒光蛋白標記的人臍帶來源MSC（60%）與紅色熒光蛋白mCherry 標記的卵巢癌細胞OVCAR-3、SKOV-3（40%）共培養(yǎng)，第3、5、7 天分別在熒光顯微鏡下計數(shù)紅色和綠色熒光，發(fā)現(xiàn)紅色熒光標記的腫瘤比例分別為36.1%、38.1%和73.3%，呈逐漸上升趨勢，說明人臍帶MSC 促進卵巢癌細胞的增殖。然而，更多研究表明臍帶MSC 能夠抑制卵巢癌細胞的增殖。向江東等[9]用人臍帶MSC 培養(yǎng)基上清液培養(yǎng)SKOV-3 細胞24、48 和72h，對照組用普通培養(yǎng)基，發(fā)現(xiàn)SKOV-3 細胞增殖活力隨條件培養(yǎng)基作用時間增加而顯著下降，抑制率分別為17.08%、35.36%和46.83%。提示人臍帶MSC 抑制卵巢癌細胞的增殖。Gauthaman 等[10]用含50%、70%和100%的人臍帶MSC 培養(yǎng)基上清液培養(yǎng)卵巢癌細胞系TOV-112D，對照組用普通培養(yǎng)基培養(yǎng)，72h 后采用3-（4，5-二甲基噻唑-2）-2，5-二苯基四氮唑溴鹽（MTT）檢測，結(jié)果顯示細胞生長抑制率分別為2.05%、3.44%和8.67%，100%的臍帶MSC 培養(yǎng)基上清液能夠顯著抑制TOV-112D 細胞生長；將蛋白含量為5、10 和15μg/ml 的臍帶MSC 細胞裂解液加入卵巢癌細胞TOV-112D 中，與對照組（0μg/ml 組）相比，發(fā)現(xiàn)3 者的細胞生長抑制率分別是36.84%、56.84%和60.0%，3 個不同濃度的臍帶MSC 細胞裂解液均顯著抑制卵巢癌細胞的生長。通過5-溴脫氧尿嘧啶核苷發(fā)現(xiàn)，50%的MSC 培養(yǎng)基上清液和蛋白含量為15μg/ml 的MSC 細胞裂解液對腫瘤細胞生長抑制達8.33%和34.33%，前者與普通培養(yǎng)基組相比差異無統(tǒng)計學意義，而后者差異有統(tǒng)計學意義。因此，100%的臍帶MSC 培養(yǎng)基上清液和MSC 細胞裂解液均可抑制卵巢癌細胞的增殖，且臍帶MSC 細胞裂解液對卵巢癌細胞增殖的抑制更明顯。

研究發(fā)現(xiàn)，子宮內(nèi)膜MSC 與骨髓MSC 對卵巢癌細胞的增殖也有抑制作用[11-12]。Bu 等[11]用人子宮內(nèi)膜MSC培養(yǎng)基上清液處理卵巢癌細胞SKOV-3、HO-8910，發(fā)現(xiàn)隨著MSC 培養(yǎng)基濃度（0%、50%、100%）的增加，細胞增殖力逐漸下降，并呈現(xiàn)濃度依賴；將SKOV-3 和人子宮內(nèi)膜MSC 混合后注射到裸鼠皮下，以單獨注射卵巢癌細胞作為對照組。在注射后的第14、28 天，測量腫瘤體積發(fā)現(xiàn)混合注射組的腫瘤體積明顯小于對照組，第28 天稱瘤重發(fā)現(xiàn)，混合注射組的腫瘤重量明顯小于對照組。故推測人子宮內(nèi)膜MSC 在體內(nèi)和體外均能抑制卵巢癌細胞的增殖。Zhu 等[12]取30 只6 周齡的裸鼠，皮下注射2×106SKOV-3，其中的28 只在10d 左右形成直徑為5～6mm 的腫瘤，將其分為兩組后，通過尾靜脈注射1×107/ml 骨髓MSC 或磷酸鹽緩沖液到荷瘤裸鼠體內(nèi)，在第4、7、10、14 天測量腫瘤大小發(fā)現(xiàn)注射MSC 組較單純注射PBS 組，其腫瘤生長率減慢，提示骨髓MSC 抑制卵巢癌細胞增殖。

而現(xiàn)有研究表明，脂肪MSC 能夠促進卵巢癌細胞的增殖。Chu 等[13]將卵巢癌細胞SKOV3、CAOV3、A2780及ES2 與人脂肪MSC 按5∶1 的比例直接共培養(yǎng)（將卵巢癌細胞和MSC 混合培養(yǎng)）或間接共培養(yǎng)（transwell 小室的上室鋪腫瘤細胞，下室鋪MSC）4d，結(jié)果顯示脂肪MSC 和卵巢癌細胞直接共培養(yǎng)組的腫瘤細胞數(shù)是卵巢癌細胞單純培養(yǎng)組的2 倍，而間接共培養(yǎng)組是卵巢癌細胞單獨培養(yǎng)組的5 倍。另外通過熒光染料羥基熒光素二醋酸鹽琥珀酰亞胺脂的流式結(jié)果顯示，間接共培養(yǎng)組的增殖指數(shù)較單獨培養(yǎng)組增加3～8 倍，說明人脂肪MSC在體外促進卵巢癌細胞增殖。Salimian 等[14]發(fā)現(xiàn)人大網(wǎng)膜脂肪MSC 與卵巢癌細胞OVCAR429 直接或間接共培養(yǎng)5d 后，卵巢癌細胞的增殖力較卵巢癌細胞單獨培養(yǎng)組明顯增加，可見MSC 促進卵巢癌細胞的增殖。研究表明精氨酸可促進卵巢癌細胞的增殖，在卵巢癌細胞和MSC 間接共培養(yǎng)組，通過超高效液相色譜可檢測到腫瘤細胞分泌大量精氨酸，腫瘤細胞單獨培養(yǎng)組無精氨酸的分泌，提示脂肪MSC 促進卵巢癌細胞的增殖可能與精氨酸相關(guān)。

1.2 MSC 對宮頸癌細胞增殖的影響 林琳等[15]將人臍帶MSC 與宮頸癌細胞Hela 在體外共培養(yǎng)48h 后，發(fā)現(xiàn)共培養(yǎng)組細胞增殖力[光密度（OD）450值：1.191±0.058）]與Hela 細胞單獨培養(yǎng)組（OD450值：1.172±0.069）比較差異無統(tǒng)計學意義。此外，將人臍帶MSC（1×105）與Hela 細胞（1×106）按1∶10 混合后接種于裸鼠皮下，接種18d 后的腫瘤體積[（1.46±0.1）mm3]和重量[（1.80±0.12）g] 均顯著高于單純接種Hela 細胞組的體積[（0.85±0.043）mm3]和重量[（1.10±0.05）g]，提示人臍帶MSC 對體外Hela 細胞的增殖雖然沒有影響，但是可以促進Hela 在體內(nèi)的生長。

然而，有學者卻發(fā)現(xiàn)人臍帶MSC 在體外可以抑制宮頸癌細胞的增殖。劉華等[16]將人臍帶MSC 或其MSC培養(yǎng)基上清液與宮頸癌細胞Hela 共培養(yǎng)，對照組為普通培養(yǎng)基培養(yǎng)的Hela 細胞，發(fā)現(xiàn)隨著MSC 比例（1/9、1/5、1/3、1/2、2/3、3/4）或MSC 培養(yǎng)基濃度（5%、10%、20%、40%、60%）的增加，Hela 細胞增殖力逐漸下降，并呈濃度依賴。進一步通過集落形成實驗結(jié)果顯示，MSC 條件培養(yǎng)液可抑制Hela 細胞集落形成能力。認為MSC 在體外可以抑制Hela 細胞增殖。劉世凱等[17]研究也得到類似的結(jié)果。

1.3 MSC 對子宮內(nèi)膜癌細胞增殖的影響 Salimian等[14]發(fā)現(xiàn)人大網(wǎng)膜脂肪MSC 與子宮內(nèi)膜癌細胞HEC-1-A 共培養(yǎng)5d 后，其子宮內(nèi)膜癌細胞的增殖力較子宮內(nèi)膜癌細胞單獨培養(yǎng)組明顯增加，可見脂肪MSC 促進子宮內(nèi)膜癌細胞的增殖。研究表明精氨酸可促進子宮內(nèi)膜癌細胞的增殖，子宮內(nèi)膜癌細胞和MSC 間接共培養(yǎng)時，腫瘤細胞分泌大量精氨酸，腫瘤細胞單獨培養(yǎng)組無精氨酸的分泌，提示脂肪MSC 促進子宮內(nèi)膜癌細胞的增殖可能與精氨酸相關(guān)。

2 MSC 對婦科惡性腫瘤細胞凋亡的影響

2.1 MSC 對卵巢癌細胞凋亡的影響 有學者發(fā)現(xiàn)臍帶MSC 在體外可以促進卵巢癌細胞的凋亡。向江東等[9]用人臍帶MSC 培養(yǎng)基上清液培養(yǎng)SKOV-3 細胞24、48 和72h，對照組用普通培養(yǎng)基，發(fā)現(xiàn)SKOV-3 細胞隨條件培養(yǎng)基作用時間的增加凋亡細胞逐漸增多。提示臍帶MSC 促進卵巢癌的凋亡。Gauthaman 等[10]將50%的臍帶MSC 培養(yǎng)基上清液和蛋白含量為15μg/ml 的MSC 細胞裂解液加入到卵巢癌細胞TOV-112D 中，其凋亡率較對照組（普通培養(yǎng)基）明顯增加，分別為4.06%和14.18%，說明臍帶MSC 培養(yǎng)基上清液和細胞裂解液均能促進卵巢癌細胞凋亡。

然而Castells 等[18]研究卻發(fā)現(xiàn)骨髓MSC 可抑制卵巢癌細胞凋亡。OVCAR-3 在卡鉑作用48h 后，凋亡率為（57±5）%，而骨髓MSC 處理過的OVCAR-3 顯著抑制卡鉑誘導的凋亡，凋亡率降為（45.5±6.0）%，提示骨髓MSC 可抑制卵巢癌細胞凋亡。

2.2 MSC 對宮頸癌細胞凋亡的影響 劉華等[16]將人臍帶MSC 或其條件培養(yǎng)基與宮頸癌細胞Hela 共培養(yǎng)，通過RT-PCR 法檢測MSC 對Hela 細胞凋亡相關(guān)基因表達的影響。結(jié)果顯示，MSC 條件培養(yǎng)基上調(diào)Hela 細胞促凋亡分子p53、Bcl-2-相關(guān)X 蛋白及半胱氨酸蛋白酶-3基因表達，下調(diào)凋亡抑制因子B 細胞淋巴瘤-2 及存活素表達，提示臍帶MSC 可以促進宮頸癌細胞的凋亡。

3 MSC 對婦科惡性腫瘤細胞侵襲與轉(zhuǎn)移的影響

3.1 MSC 對卵巢癌細胞侵襲與轉(zhuǎn)移的影響 Gauthaman等[10]用50%的臍帶MSC 培養(yǎng)基上清液和蛋白含量為15μg/ml 的MSC 細胞裂解液處理卵巢癌細胞TOV-112D 后，發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞的遷移率分別下降26.08%和38.93%，提示臍帶MSC 培養(yǎng)基上清液和細胞裂解液可明顯抑制卵巢癌細胞的遷移。

然而，研究表明其他來源MSC 卻能夠促進卵巢癌細胞的侵襲和遷移。Lis 等[19]將骨髓MSC 分別與卵巢癌細胞OVCAR3 和SKOV3 共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)這兩種卵巢癌細胞共培養(yǎng)組的遷移能力較普通培養(yǎng)組分別提高了2 和

2.5 倍，同時transwell 試驗顯示，這兩種細胞的侵襲力相應(yīng)增加了2.5 和1.5 倍，提示骨髓MSC 促進卵巢癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。Touboul 等[20]也發(fā)現(xiàn)骨髓MSC 和卵巢癌細胞共培養(yǎng)后促進了卵巢癌細胞的侵襲和遷移。Chu 等[13]將人脂肪MSC 分別與上皮性卵巢癌細胞系SKOV3、A2780、CAOV3 和ES2 直接或間接共培養(yǎng)4d，發(fā)現(xiàn)間接共培養(yǎng)組的腫瘤侵襲力相對于單純培養(yǎng)卵巢癌的對照組分別提高了5.04、8.11、2.10 和3.36 倍，直接共培養(yǎng)組較對照組增加了5.66、4.50、3.59 和4.33 倍，說明脂肪MSC 和卵巢癌細胞直接共培養(yǎng)或間接共培養(yǎng)均能促進上皮性卵巢癌細胞的侵襲能力。So 等[21]將人羊膜MSC、人蛻膜MSC 與卵巢癌細胞IGROV-1、SKOV-3共培養(yǎng)，通過細胞因子芯片發(fā)現(xiàn)共培養(yǎng)組的培養(yǎng)基中白細胞介素6（IL-6）的分泌增加。進一步用IL-6 處理腫瘤細胞，發(fā)現(xiàn)處理組細胞的遷移和侵襲能力明顯增加，同時發(fā)現(xiàn)處理組中基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）-2、MMP-9的表達較未處理組明顯增加，轉(zhuǎn)錄因子Snail 表達增加、而上皮鈣黏蛋白E-cadherin 表達下降，通過劃痕實驗和侵襲實驗發(fā)現(xiàn)，細胞的遷移和侵襲能力明顯增加，提示羊膜和蛻膜MSC 通過IL-6 促進卵巢癌細胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而促進其侵襲和轉(zhuǎn)移。

3.2 MSC 對子宮內(nèi)膜癌細胞侵襲與轉(zhuǎn)移的影響 So等[21]發(fā)現(xiàn)羊膜和蛻膜MSC 可以通過IL-6 促進子宮內(nèi)膜癌細胞Ishikawa 的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而促進其侵襲和轉(zhuǎn)移。

4 小結(jié)

綜上所述，不同來源的MSC 對婦科惡性腫瘤生物學行為的影響結(jié)果不一。臍帶來源MSC 抑制卵巢癌細胞和宮頸癌細胞的增殖，促進卵巢癌細胞和宮頸癌細胞的凋亡，并抑制卵巢癌細胞的侵襲和遷移；子宮內(nèi)膜來源MSC 也抑制卵巢癌細胞的增殖。然而，羊膜和蛻膜來源MSC 卻促進卵巢癌和子宮內(nèi)膜癌的侵襲和遷移；脂肪來源MSC 促進卵巢癌細胞和子宮內(nèi)膜癌細胞的增殖，抑制卵巢癌細胞的凋亡。骨髓來源MSC 對卵巢癌細胞增殖和凋亡的影響尚待進一步研究明確。以上研究均為MSC作為靶向載體治療婦科惡性腫瘤提供了新思路。