胚胎干细胞在肝脏微环境下成瘤性的研究

【摘要】自胚胎干细胞发现以来，相关研究就从未停止过，因为其具有全面的发育潜能，是再生医学和研究许多疾病一个非常好的模型来源。随着人们对个体发育的深入了解，将其诱导成多种成体细胞的体外诱导分化方法也变的越来越成熟，但临床前研究表明仍存在不少与体内相关的问题：一、成瘤风险，虽然将胚胎干细胞诱导成成体细胞其体内形成畸胎瘤的可能性大大降低，但是将分化程度高的祖细胞进入体内仍然会长期增殖有成瘤的风险；二、进入体内的成体细胞对正常的组织器官有不良的影响；三、细胞受组织内环境的影响会大量死亡，导致移植失败。这使得体外诱导方法要更多考虑动物的体内环境因素，在实际研究中将两者相结合。另有“胚巢理论”，认为恶性肿瘤来自于体内残存的胚胎性细胞，肿瘤的发生是残存于正常组织中的胚胎性细胞受环境的影响恶变形成肿瘤干细胞，是恶性肿瘤发生并且持续恶化的原因之一。以前的研究发现，如果将畸胎瘤细胞反复移植到体内，结合体外培养，畸胎瘤细胞在遗传上会发生巨大的变化，呈现恶性肿瘤的表征。本课题通过将C57小鼠的胚胎干细胞注入同品系小鼠肝内形成畸胎瘤，分离其中的畸胎瘤细胞体外培养后，再次移植到同品系小鼠的肝内累积放大体内微环境的作用，以探究肝微环境结合体外培养对胚胎干细胞在体内形成肿瘤的影响。得到以下结果：一、获得的第二代肝内畸胎瘤细胞（G2-H）不能在胚胎干细胞常用的培养体系中长期生长，只能在F-medium中长期自我更新，生长速度慢于ESCs细胞，出现了上皮样的细胞形态和多倍体等接近肝细胞的特征；二、G2-H不表达多能性相关基因如OCT4，Nanog，SOX2；三、G2-H肝特异性基因AFP，ALB,TTR，Fah等都开始表达，WesternBlot、ELISA、免疫组化和免疫荧光的结果也显示肝特异性蛋白CK18，Fah，Alb等的表达都上调；四、G2-H可以长期增殖，但是接种到小鼠多个部位或裸鼠体内都不会形成肿瘤。从以上结果可以得出以下几个结论：一、ESCs在肝脏微环境的持续作用和体外培养下，形态、性质和维持自我更新的分子机制上发生较大变化，获得的G2-H是一类完全不同于ESCs的细胞；二、G2-H细胞，呈现肝细胞的表型，具有多倍体核型，能够表达肝特异性基因如AFP，ALB,TTR，Fah，并相应地表达肝特异性的蛋白，他是一种类似肝细胞的细胞；三、G2-H可以长期培养，但是成瘤能力差，安全性高。总之，肝脏微环境结合体外的培养，可诱导胚胎干细胞向肝细胞分化，肝特异性基因及蛋白的表达升高，这种体内诱导的方法得到的肝样细胞可以保持长期的增殖能力，并且重新注射入体内不会形成肿瘤，安全性较高。
【作者】赵无恙；
【导师】钱其军；
【作者基本信息】浙江理工大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】胚胎干细胞；畸胎瘤；肝脏微环境；肝样细胞；

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