《肿瘤干细胞培养体系的建立及其在癌转移分子标志物筛选中的应用》

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转移是恶性肿瘤的重要特征,也是导致患者死亡的主要原因。研究发现,转移肿瘤干细胞与其所处微环境的相互作用贯穿肿瘤转移过程的始末,在肿瘤转移中扮演着重要角色。该项目在三项国家和省基金的资助下,历时6年,克服了人体原代肿瘤细胞和肿瘤干细胞培养的难题,并以此为基础较全面地筛选并验证了结直肠癌和食管癌转移肿瘤干细胞相关的分子标志物及其功能,丰富了癌转移机制的研究,为恶性肿瘤的监测、预后评估以及靶向治疗提供了新的思路。

主要科技创新包括:

(1)发明了一种培养人原代肿瘤细胞饲养层制备方法和肿瘤干细胞培养基改进了细胞饲养层的细胞种类和制备方法,制备饲养层的3T3细胞较通常用的J2细胞更容易获得,且在其培养过程中容易控制细胞浓度与状态;使用低能X线照射,放射源易得,引起细胞自身恶性转化的几率极低。联合使用新发明的细胞培养基进行人原代肿瘤细胞培养时,能更好地促进原代肿瘤细胞的生长,获得更高比例的人肿瘤干细胞。

(2)发明了一种新的一次性细胞传代、吹打、分装吸管吸管主体上设有弯曲的连接部,可以根据需要折成一定角度,便于对瓶底细胞的吹打,减少泡沫对细胞的伤害,且避免了直吸管无法吹到培养瓶两个上肩部的缺点。

(3)系统开展了大肠癌转移肿瘤干细胞分子标记物的筛选与功能研究应用自行发明的细胞饲养层和细胞培养基,通过原代培养、分选转移肿瘤干细胞、结直肠癌原位种植转移模型、全基因组甲基化、LncRNA、环状RNA、mRNA和蛋白芯片检测技术、二代测序等多种实验方法,在基因、分子、细胞、组织及动物水平进行研究,成功筛选并验证了多个结直肠癌转移相关的分子标志物,系统探讨了结直肠癌转移的分子功能和机制。

(4)开展了食管癌转移相关miRNA-612的功能和机制研究首次发现miRNA-612可以促进人食管癌细胞的侵袭和迁移,并且通过下调野生型P53基因的表达,加速肿瘤的侵袭与转移。

(5)发明了一种适用于肝癌及消化道癌(食管癌、胃癌和结直肠癌)的病理诊断报告生成系统及方法通过总结最新国内外肝癌、食管癌、胃癌和结直肠癌诊治指南,设计了一整套相关病理诊断模板,并利用信息化的手段将其各自生成为病理医生诊断报告发放不可或缺的有效工具,具有报告项目齐全、诊断术语一致、节省时间、生成报告快速等特点,为临床选择精准的治疗方案,后期对数据的归一化和医疗大数据的应用打下了良好基础。

该项目获得授权专利5项,发表相关论文23篇,其中SCI论文10篇(影响因子总计23.81分),中文核心期刊13篇。培养博士研究生5人,硕士研究生6人。成功申请国家自然科学青年基金1项,山东省自然科学基金2项。

该项目发明的细胞饲养层制备技术和肿瘤干细胞培养基已经在山东省肿瘤医院、山东大学附属生殖医院、济南市中心医院应用,显著提高了原代肿瘤细胞和干细胞培养的成活率,保证了细胞的生长活性和纯度,成功解决了原代培养过程中面临的细胞成活率低、活性差、产出量少、生长时间长的难题。

成果说明

自2013年1月至2017年12月,山东省肿瘤医院、山东大学附属生殖医院、济南市中心医院分别应用本项目研发的细胞饲养层制备技术和肿瘤干细胞培养基进行人原代细胞和干细胞培养,取得了良好的成果。山东省肿瘤医院宋现让课题组应用此技术培养出的肿瘤原代细胞纯度高达90%~95%,建立了乳腺癌和肺癌等多种肿瘤细胞系。山东大学附属生殖医院通过此技术,解决了一直以来面临的传统机械分离法导致的原代细胞纯度低、活性差的难题,并建立了稳定的细胞模型,对其开展颗粒细胞体外生殖毒理学研究奠定了基础。济南市中心医院通过应用此项技术启

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