维普资讯 http://www.cqvip.com -1058・ M0DERN 0NC0L0GY.Aug.2007.VOI.15,NO.8 靶向干预多发性骨髓瘤骨髓问充质干细胞的实验研究 林如峰 ,陆化 ,刘 澎 ,王永韧 ,沈文怡 ,季 鸥 ,葛 峥 ,汪承亚 ,李建勇 Experimental study off target intervention of mesenchymal stem cells in patients with mul- tiole myeloma LIN Ru—feng,LU Hua,LIU Peng,WANG Yong—ren,SHEN Wen—yi,JI Ou,GE Zheng,WANG Cheng—ya,LI Jian——yong Department ofHematology,The First Ailfiated Hospital ofNanifng Medical Univercity,Nanifng 210029,China. 【Abstract】0bjecfive:Mesenchymal stem cells(MSCs)play a crucial role in the mmntenance of bone marrow mi— croenvironment stabilization in patients with multiple myeloma(MM),which maybe a new treatment target.In this study we analysed the apoptosis and expressions of cytokines IL一6,IL一1 13 and SCF of MSCs in patients with MM af- ter thalidomide(Thai)and dexamethasone(Dex)treatment,and explored these drugs possible new mechanism and the feasibility of MSCs as therapy target.Methods:MSCs were cultured in medium of 1640 containing 10%FBS and exposured in O ̄mol/I ,1.0 ̄mol/L,3.0 ̄mol/L,5.0 ̄mol/L,7.0 ̄mol/L Thai,0 ̄mol/L,0.1 ̄mol/L,1.0 ̄mol/L, 5.0 ̄mol/L,10.0 ̄mol/L Dex,respectively,for 8h,then cells were harvested,and MSCs apoptosis were detected by inverted light microscopy and fluorescence microscope with annexin V—FITC/PI dual staining,meanwhile RT—PCR was performed to measure expressions of cytokines IL一6、IL一1 31 and SCF.Results:Thai.Dex induced MSCs apop・ tosis in dose—dependent fasion;halT inhibited the expressions of IL一6,IL一113 and SCF(P<0.05),the expression of IL一6 was degressive gradually alone with concentration increase.yet the inhibition effects of Thai on IL一1 31 and SCF had no relationship with drug concentration(P>0.05);Dex inhibited the expressions of IL一6.IL一1 31 and SCF of MSCs and which correlated with drug concentration positively(P<0.05).Conclusion:Thai,Dex induce MSCs apoptosis and inhibit the expressions of IL一6,IL一1 31 and SCF,which may be one of mechanisms and targets or MM treatment.f 【Key words】mesenchymal stem cells;multiple myeloma;apoptosis;cytokines;thalidomide;dexamethasone Modern Oncology 2007,15(8):1058~1062 【摘要】 目的:问充质干细胞(MSCs)对维持多发性骨髓瘤(MM)骨髓微环境的稳定有重要作用,靶向干预 MSCs有望成为MM治疗新的途径,本实验通过分析沙利度胺(Thalidomide,hai)和地塞米松(dexametThasone, Dex)对MM患者MSCs凋亡及其IL一6、IL一113、SCF表达的影响,探讨上述药物可能新的作用机制和MSCs作 为治疗靶点的可行性。方法:含10%FBS的1640培养液培养MSCs,以终浓度分别为0 ̄mol/L、1.0txmoL/L、 3.0 ̄mol/L、5.0 ̄mol/L、7.0 ̄mol/L的Thai,0 ̄mol/L、0.1 ̄mol/L、1.0 ̄mol/L、5.0 ̄mol/L、10.0txmol/L的Dex 作用MSCs 8h,倒置光学显微镜和Annexin V/FITC—PI双染法荧光显微镜下观察细胞凋亡,RT—PCR检测分 析IL一6、IL一113和SCF细胞因子表达的变化。结果:Thai、Dex均以浓度依赖方式诱导MM患者MSCs凋亡; Thal下调MSCs三种细胞因子的表达(P<0.05),对IL一6的抑制随药物浓度增加而加重,对IL一113和SCF 表达的下调与药物浓度无明显关系(P>0.05);Dex明显抑制MSCs IL一6、IL一113、SCF的表达(P<0.05),对 3种细胞因子的抑制呈药物浓度依赖性。结论:haiT、Dex能诱导MM患者MSCs的凋亡,抑制其IL一6、IL一 113、SCF的表达,是有效治疗MM的靶点和机制之一。 【关键词】问充质干细胞;多发性骨髓瘤;凋亡;细胞因子;沙利度胺;地塞米松 【中图分类号】R733.3 【文献标识码】A 【文章编号】1672—4992一(2007)08—1058—05 【收稿日期】 2006一ll一20 【基金项目】 江苏省卫生厅基金(H200313),江苏省中医药管理局基金(158wA0305),江苏省第二批省级产业技术研究与开发资金 (20051125),南京医科大学科技发展基金(NY01—62) 【作者单位】 南京医科大学第一附属医院血液科,江苏南京医科大学附属儿童医院,江苏南京南京210029 210008 【作者简介】 林如峰(1978一),男,江西吉安人,硕士,医师,主要从事多发性骨髓瘤相关的诊疗工作。 【通讯作者】 陆化(1956一),女,江苏南京人,主任医师,硕士生导师,主要从事恶性血液病相关的诊疗工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com 现代肿瘤医学2007年8月第15卷第8 骨髓微环境在多发性骨髓瘤(MM)的发病、进展、耐药及 复发等生物学特性中扮演了重要角色 j。除了直接作用骨 髓瘤细胞外,干预骨髓微环境是药物治疗MM的重要途径, 也是药物有效治疗MM的主要机制。实验证实骨髓间充质 干细胞(MSCs)与MM的发生、发展关系密切,其分泌的多种 细胞因子是骨髓瘤细胞生长增殖的必需成分 。本实验通 过沙利度胺(Thai)和地塞米松(Dex)作用MM患者骨髓 MSCs后检测MSCs的凋亡,分析对MSCs分泌IL一6、IL一 1 B、SCF有何影响,以探讨这两种药物治疗MM可能新的作 用机制和MSCs作为新的治疗靶点的可行性。 1材料和方法 1.1标本与试剂 MSCs来自住院或门诊MM患者骨髓经淋巴细胞分离液 (P=1.077)分离培养,生理盐水替代药物干预的患者标本设 为对照组。沙利度胺、地塞米松购自Sigma公司,RPMI1640 为Gibco公司产品,胎牛血清购自HyClone公司,RNA抽提 液Tripure为Roche公司产品,Annexin V/FITC—PI凋亡试剂 盒购自Becton Dickinson Biosciences公司,IL一6、IL一1B、 SCF、GAPDH、B—actin引物由上海“生工”公司合成。 1.2 MSCs的分离与培养 髂前或胸骨无菌抽取骨髓10ml~15ml,肝素抗凝,1× PBS 1:1稀释后缓慢加入到淋巴细胞分离液上层,800g/min ×30min离心,取中间单个核细胞层置于另一离心管中,1× PBS洗涤2次,RPMI 1640培养液吹打细胞成悬液种植于含 10%FBS的RPMI 1640培养液中,置于5%CO2,37℃培养箱, 1~2天细胞贴壁后更换培养液,以后3~4天换液一次,待细 胞数达(0.5~1)×10。时进入下一步实验。 1.3细胞免疫表型的鉴定 收集培养的贴壁细胞用PBS清洗2遍后制成细胞悬液 200lA1,加入CD34、CD45、CD105、CD90抗体,流式细胞分析仪 检测。 1.4药物干预 0 ̄mol/L、1.OlAmol/L、3.OlAmol/L、5.OlAmol/L、7.0lAmol/L Thai;0lAmol/L、0.1lAmol/L、1.0lAmol/L、5.0 mol/L、 10.OlAmol/L Dex作用于MSCs 8h。 1.5细胞凋亡的检测 将Thai和Dex作用后的MSCs在倒置光学显微镜下观 察细胞形态的变化;凋亡试剂染色后荧光显微镜下观察细胞 凋亡:在500lA1缓冲液中加入5lA1Annexin V和5IA1PI,混匀备 用,将药物干预后的贴壁MSCs用缓冲液清洗2遍,将上述配 制好反应液滴在贴壁细胞上,避光室温孵育5min,荧光显微 镜下观察。 1.6总l A、cDNA的制备 用0.25%胰蛋白酶消化离心并分别制成细胞悬液1ml, 置于EP管离心,弃上清,Tripure充分裂解细胞,按该试剂提 供的提取步骤抽提RNA,紫外分光光度计测浓度并行RNA 电泳。按Premega公司提供操作步骤进行。总RNA1 tag.oli. go(dT)1la1,70℃预热5min后冰水浴5min,加AMV酶15U, lOmmol/L dNTP 1 al1,RNAse inhibitor 15U,25mmol/L Mg 2 ,5×Buffer 5 l,加DEPC水至总体积25la1,42℃60min, 95℃5min,冰水浴5min,一2O℃保存。 1.7聚合酶链反应(PCR) 按Premega公司提供操作步骤进行。eDNA2.5 l, ・1059・ 10lamol/L上下游引物各1.5 l(引物序列见表1),lOmmol/L dNTP 1.5la1,5U/Ia1DNA聚合酶0.5la1,25mmol/LMg2 3la1,10 ×Bufer 5 l,各引物反应条件见表2。取PCR产物5 l 于0.5%TBE电泳缓冲液,1.2%琼脂糖凝胶电泳45min,紫 外光下观察结果并灰度分析。 1.8统计学处理 实验结果用均数±标准差表示,所得数据用SPSS10.0 for windows软件分析,t检验,P<0.05为差异有显著意义。 表1引物序列 Tabel 1 Primer sequences cytokines Denature45s AnneM45s Extend 45s cycles 2结果 2.1流式细胞术鉴定MSCs 培养的MSCs CD34、CD45、HIA—DR阴性,CD13、CD90、 CD105阳性(见图1)。 2.2对MM患者MSCs凋亡的影响 Thal和Dex作用后光学显微镜下MSCs胞体形态改变, 失去光滑,胞膜皱缩,形成小体,部分脱离细胞形成凋亡小 体,胞内结构凝集、不清(见图2:A1、B1)。Thai和Dex作用 后荧光显微镜下MSCs经Annexin V—FITC/PI染色后细胞膜 上可见淡绿色荧光信号,为凋亡细胞膜上磷脂酰丝氨酸由内 向外翻转与Annexin V结合引起(见图2:A2、B2)。图2为 Thai作用后MSCs形态改变(B1,B2;A1,A2为对照组)。随 药物浓度的增加出现上述形态改变的凋亡细胞比例增加。 2.3 Thai对MM患者MSCs细胞因子表达的影响 2.3.1 Thai明显抑制MM患者MSCs细胞因子的表达,对IL 一6的抑制随药物浓度的增加而增加,有统计学意义;Thal对 IL一6的影响在初发、难治复发和CR组间无显著差异。 2.3.2与对照组比较,Thai可抑制IL一1B及SCF的表达; 1.Olamol/L、3.Olamol/L、5.Olamol/L、7.Olamol/L 4种药物浓 度的Thai作用MSCs 8h后,未观察到Thai对IL一1B及SCF 的抑制随药物浓度的增加而增加,4种浓度之间对IL一1B及 SCF的影响无明显差别;以上观察到结果在初发、难治复发 和CR组间无显著差异。 2.4 Dex抑制MSCs IL-6、几一1B、SCF细胞因子的表达 维普资讯 http://www.cqvip.com M0DERN 0NC0I 0GY.Aug.20o7,VOI.15,NO.8 抑制程度随药物浓度的增加而加重,Dex对3种细胞因 子表达的影响在初发、难治复发和CR组间无显著差异。 色 0.61% 一 1.87% 一 94.30% 3.20% 0.83% 89.80% 一 u一 u一 u一 ●_ 0 宝 ‘‘ ‘‘ 8.20% _ 宝 宝 童 96" ̄20%‘ ・’ 1.32% 童 2.03% 0.47% 1.17% CD45一FITC DR FITC CD1O5一FITC 图1 FCM分析MSCs免疫表型 Figure 1 Analysed of MSCs immunophenotype by FCM 图2 Thai作用后MSCs凋亡 Fiure 2 MSCs apoptgosis detected after Thai treated A1、B1:光学显微镜观察细胞凋亡(×200) A2、B2:荧光显微镜观察细胞凋亡(annexin V—FITC/PI双染法×200) bP M 1 2 3 4 bP M 1 2 3 4 5 bp M 1 2 3 4 5 5OO 100 GAPDH 500 IL一6 1 00 Il 一1 B 500 GAPDH SCF B actin 1 00 图3 RT—PCR分析Thai对IL一6、IL一1B、SCF的影响 Fiurge 3 Analysis of IL一6、IL一1B、SCF expressions by RT—PCR technique after Thai treated M:Marker;Lanel:0 ̄mol/L;Lane 2:1.Op,mol/L;Lane 3:3.O ̄mol/L;Lane 4:5 O ̄mol/L:Lane 5:7 0 ̄mol/L 表3 Thai作用后细胞因子IL一6、IL一113.SCF表达的灰度值(x± ) Tabel 3 Electrophoresis analysed results of IL一6、IL一1 13.SCF expressions after Thai treated 、 、A P<0.05,compared with control 维普资讯 http://www.cqvip.com 医学2007 墨 箜 里鲞笠 ・1061・ 500 100 i88 IB—aL一1 cpt 5in 100 B.actin SCF 图4 RT--PCR分析Dex对11.-6、IL--I ̄、SCF的影响 (互士s) Figure 4 Analysis of IL--6、IL--I ̄、SCF expressions by RT—PCR technique after Dex treated M:Marker;Lanel:0/anol/L;Lane 2:0.1 ̄mol/L;Lane 3:1.0/anol/L;Lane 4:5.0t,xnol/L;Lane 5:10.0/ ̄mol/L 裹4 Dex作用后细胞因子IL--6、IL--I ̄、SCF表达的灰度值(;士s) Tabel 4 Electrophoresis analysed results of IL一6、IL一16、SCF expressions after Dex treated *、**、△P<0.05,compared with control 3讨论 未见报道。我们实验发现上述2种药物可以明显抑制MSCs IL一18的表达,可以认为是治疗MM的重要机制之一。 骨质损害是MM的主要临床特征,是疾病预后判断的 重要指标,且认为IL一1口是与之关系最密切的细胞因子l_1 , MM是异常浆细胞单克隆恶性增生性疾病,目前难以治 愈。研究证实骨髓微环境在MM疾病的发生发展中有重要 作用,干扰其活性是MM治疗的主要途径之一l_4 。骨髓微 环境的组成极其丰富复杂,其中MSCs为其主要组成成分, 是基质细胞的前体细胞,是骨髓微环境活性的主要缔造者和 维持者,对MM细胞的存活、增殖、耐药、抗凋亡等生物学特 性有重要的支持作用_2]。本实验通过Thal和Dex作用骨 髓MSCs后检测细胞凋亡和细胞因子表达的改变,分析 药物治疗MM时对MSCs的影响,探讨MM治疗新的 作用靶点和可能机制。Thai代表了MM靶位治疗的第一 对IL一1B的抑制作用可能是MM化疗后能改善骨质破坏的 原因之一。 有研究发现MSCs在一定的因素刺激后能形成肿瘤,可 能是肿瘤干细胞的一种来源之一[1 ]。目前虽无证据表明 MSCs是MM患者的肿瘤干细胞,但鉴于MSCs在MM中的 重要地位,可以认为至少部分具有肿瘤干细胞的特性。我们 实验中观察到了Ibex和Thai可以诱导MSCs凋亡,抑制其 细胞因子的分泌,证实MSCs可以作为MM靶向治疗的靶 类药物,可抑制血管生成,下调细胞因子水平,诱导MM细 胞凋亡[5,63。我们实验用一浓度梯度的Thai作用MSCs后 检测细胞因子的表达改变,发现T}lal明显下调MSCs细胞 因子IL一6、IL一16、SCF的表达,证实Thal除上述作用机制 外,可以在MSCs水平干扰骨髓微环境,是Thai有效抗MM 点,通过对具有肿瘤干细胞特性靶点的定向治疗将破 坏肿瘤细胞无限增殖的能力,有望进一步改善MM的预 后。 Thai、Dex是目前用于治疗MM较普遍的药物,代表了 不同的作用机制,本实验证实这2种药物均能通过对MSCs 诱导凋亡和抑制细胞因子的分泌发挥抗MM作用,在难治/ 复发和CR患者都观察到了这种效应。提示在难治/复发患 的原因之一。对MSCs的诱导凋亡作用进一步说明其作用 靶点的多样性,为临床进行联合化疗减少耐药提供依据。 Dex是MM治疗最常用的药物之一,作用机制未完全明 了。既往研究_7]主要集中在MM细胞本身,对Dex是否能 以及如何通过骨髓微环境诱导MM细胞凋亡尚不清楚。我 者中尽管存在肿瘤细胞的耐药,这些药物也能通过转移作用 靶点起到一定效果;在CR或移植后患者中上述药物通过对 MSCs的抑制作用能进一步清除残留病灶,减少疾病复发,不 会因为低肿瘤负荷或MM细胞处于Go而失去作用目标, 们用不同浓度Dex干预MSCS后发现能诱导其凋亡,凋亡细 胞比例随药物浓度增加,同时可显著抑制MSCs 1L一6、1L一 16、SCF的表达。可见,Dex除了能直接作用MM细胞外,还 能通过影响MSCs减少细胞黏附,降低细胞因子的支持作 用,是Dex抗MM的另一机制。由于IL一6可以抗Dex的 为CR期患者进行巩固维持治疗提供理论依据。临床 上Thai和Dex联合用药能明显提高疗效,两者联合作 用后对MSCs的干预效果以及是否对临床更好疗效有帮 助需更多研究。 【参考文献】 E1]Vito ML.A review of the cytokine network in multiple myelo— n J].Cancer,2003,97(10):2440 ̄2452. [2]Wallace S R,Oken M M,Lunetta K L,et口 .Abnormalities of bone marrow mesenchymal cells in multiple myeloma pa- 诱导凋亡作用,对MSCs细胞因子分泌的抑制作用是否能减 轻IL一6的抗凋亡和减少耐药值得进一步研究。 IL一1口可刺激MSCs分泌IL一6和多种黏附分子,促进 细胞转移、增殖、耐药和抗凋亡,并有独特的破骨细胞作用, 95 以上的MM细胞可检测到此因子表达,认为是浆细胞 病进展的重要指标[8 ]。化疗药物对IL一1口有何影响目前 tients[J].Cancer,2001,91(7):1219 ̄1230. 维普资讯 http://www.cqvip.com ・1O62・ ] MODERN ONCOLOGY.Aug.2007,VOI.15,N0 ] ] ] ] 沈文怡,陆化,唐宇宏,等.多发性骨髓瘤骨髓间充质干细胞多 种细胞因子的异常表达[J].南京医科大学学报(自然科学 版),2005,25(4):239~242. Hideshima T,Podar K,Chauhan D,et a1.Cytokines and signal f 8]Lust JA,Dovovan KA.The role ofinterleukin一1 beta in the path- ogenesis of mulitple myeloma[J].Hematol Oncol Clin North Am, 1999,13(9):1117~1125. [9]Dovovan KA,Lacy MQ,Gertz MA,et a1.IL—lbeta expression in IgM monoclonal gammopathy and its relationship to multiple myelo- transduction[J].Best Practice&Research Clin Haematology, 2005.18(4):509~524. B ̄cedoroM.B1ade J,AttlM,eta a1.Thefuture role ofthalidomide ms[J].Leukemia,2002,16(3):382~385. 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