国际妇产科学杂志2012年6月第39卷第3期 J Int Obstet Gynecol,June 2012,Vo1.39,No.3 ・291・ 紧密[2],这提示腹膜内浸润的M2型巨噬细胞与内皮 细胞存在相互作用,可能在EOC腹膜转移灶血管生 成中发挥作用。本课题通过研究卵巢癌腹水中M2 型巨噬细胞与内皮细胞的相互作用,揭示M2型巨 噬细胞参与调控卵巢癌腹膜转移灶内血管生成的作 用机制。 醛(PFA)0.1 mL固定,振荡摇晃20 min,再以双蒸水洗净,37 ℃烘箱中干燥;每孔加入0.1%的100 L结晶紫染色,振摇3O min,清洗干燥后,加入10%的乙酸100 L对细胞吸收的结晶 紫进行提取,l h后酶标仪上595 nm处检测光吸收值,结果用 与对照组的吸光度比值的百分数表示。 1.2.5 lkamwdl实验观察内皮细胞的迁移能力Transwell 实验参照Coming公司产品说明操作:消化收集对数生长期 1材料与方法 1.1 材料人脐静脉细胞融合细胞株EA.hy926以及人单核 自血病细胞株THP—l均购自上海中科院细胞库。胎牛血清 (FBS)、细胞培养基RPMI 1640、DMEM、胰蛋白酶、Hanks 平 衡液(HBSS)为GIBCO公司产品:佛波醇12一十四酸酯l3一乙 酸酯(PMA)为Sigma公司产品;结晶紫染色试剂为碧云天生 物技术公司产品:Transwell迁移小室为Coming公司产品; Matrigel基质胶为BD公司产品:ELISA试剂盒为R&D公司 产品。 1.2方法 1.2.1 细胞培养 EA.hy926细胞置于10%FBS—DMEM培养 液,THP-1细胞置于1O%FBS—RPMl 1640培养液中,37℃、5% CO:培养箱中常规培养,待细胞生长至对数期后消化收集。 1.2.2髑 l细胞分化lO%FBS—RPMI 1640重悬细胞至1× 1O 个/mL,加入PMA试剂,调整浓度为320 nmol/L,刺激24 h 使细胞分化为巨噬细胞样细胞(THP1 cells activated with PMA,TAP) 。待细胞贴壁后,弃上清,PBS充分润洗,加入 1O%FBS.RPMI 1460培养24 h后,弃上清。再次用无血清的 RPMI 1640培养基刺激培养24 h ,收集上清为条件培养基 PMAr CM(THP1 cells were activated with PMA then rested in culture conditional medium)。 1.2.3巨噬细胞分离培养M2型巨噬细胞来自9例EOC患 者。手术时无菌采集腹水,离心收集细胞沉淀(1 200gmin,15 min, 4℃),Ficoll密度梯度法收集中间层单核细胞(2000dmin,20min, 2O℃),HBSS重悬后再次离心(2 500dmin,20min,20℃)。细 胞以5%FBS-RPMI 1640重悬后种于24孑L板(costar公司),细 胞种植密度为1.0xl0 /孑L,培养箱中静置4 h使细胞贴壁,用 预热的HBSS润洗3次,除去悬浮细胞[ 。加入IO%FBS—RPMI 1640静置培养24 h,弃上清,用无血清的RPMI 1460再次培 养24 h,收集上清为条件培养基(M2 CM)。腹水标本采集得到 上海交通大学医学院附属仁济医院伦理委员会批准。 1.2.4结晶紫检测EA r926细胞增殖能力 取对数生长期 EA.hy926细胞种于96孔板(costar公司,2.OxlO 个/孔),静置 8 h待细胞贴壁后弃上清,加入DMEM培养液,同步化处理细 胞12 h,使所有实验组细胞都处于同一细胞增殖时相。加入下 列4组不同培养基各100 L,培养48 h。①对照组:DMEM培 养基。②M2 CM组:M2型巨噬细胞的无血清培养上清。③ PMAr CM组:TAP细胞的无血清培养上清。④腹水组:术中采 集的EOC患者腹水,离心去除细胞沉淀。共培养48 h后收集 上清留作Transwell实验迁移诱导剂及酶联免疫吸附试验 (ELISA)检测。PBS洗孔3次,自然烘干,每孔加入4%多聚甲 的EA.hy926细胞于DMEM培养液中。调整细胞浓度为1.O× 10 个/mL。于小室上层中各加入O.5 mL的上述细胞悬液(5x 104celt),小室下层中加入750 L 1.2.4实验中收集的4种上 清作为迁移诱导液,共培养8h.计数穿越dqL的细胞数量。培 养结束后拭去上室中未迁移的细胞,将已迁移贴膜的细胞置 于4%PFA溶液中固定15 min.清洗干燥后,加入结晶紫染 色,浸泡30min,清洗干燥后,显微镜下拍照(20xlO倍),取镜 下8个固定视野,计数细胞数,取均值进行统计学分析。 1.2.6小管样结构形成实验基质胶(ECM Matrigel,BD)50 孔包被96孔板,待胶原凝固。取对数生长期的EA.hy926 细胞,用上述4种不同的培养上清制备浓度为2xlO 个/mL 的细胞悬液,100 孑L接种到预铺有基质胶的96孑L板中,培 养8 h后于倒置相差显微镜下采集图像,选取8个固定视野 摄片,计数小管的数量并进行统计学分析。 1.2.7 ELISA检测不同条件培养基刺激内皮细胞后几-8、 VEGF分泌情况取对数生长期EA.hy926细胞种于96孑L板 (costar公司,2.0xl03个/孔),静置8 h待细胞贴壁后弃上清, 收集1.2.4实验中的4种上清,刺激内皮细胞共培养48 h,收 集上清行ELISA实验,检测上清中IL一8、VEGF分泌情况,同 时检测原4组培养基中IIJ_8、VEGF的含量。 l-3统计学处理 数据处理使用Sigma Stat 3.5统计软件进 行分析,计量资料以均数±标准差表示。统计采用Dunnet t检 验法或t检验,P<0.05为差异有统计学意义。 2结果 2.1 M2型巨噬细胞可增强内皮细胞的增殖能力 EA.hy926细胞经不同条件培养基刺激后。酶标仪 在595 am处检测其吸光度。M2 CM组OD值为 0.190 ̄0.002.对照组OD值0.170 ̄0.005,差异有统计 学意义(P<0.05);PMAr CM组为0.20 ̄0.01,与对照 组差异有统计学意义(P<O.05);腹水组为0.23+ 0.0l,与对照组相比差异有统计学意义(P<O.05),表 明腹膜内M2型巨噬细胞可增强内皮细胞的增殖能 力。 2.2 M2型巨噬细胞可增强内皮细胞迁移能力 镜 下观察EA.hy926细胞的迁移能力并摄片。对照组、 M2 CM组、PMAr CM组以及腹水组EA.hy926内皮 细胞迁移数目分别为10.04+0.29、84.81+2.04、72.83± 6.48和145.12_+12.1。各组与对照组相比差异均有统 计学意义,结果显示M2 CM条件培养基能够增强 ・292・ 国际妇产科学杂志2012年6月第39卷第3期 J Int Obstet Gyneeol,June 2012,Vo1.39,No.3 EA.hy926细胞的迁移能力(P<O.05)。 2.3 M2型巨噬细胞可增强内皮细胞小管形成能力 小管形成实验中发现。腹水组成胶时间早于对照组。 腹水组和M2 CM组消退时间晚于对照组和PMAr 个概念后,肿瘤生长对血管生成的依赖性已被许多 研究证实,当实体肿瘤生长直径超过1~2 mm时。若 无新生血管形成,肿瘤组织将停止生长。研究证实肿 瘤细胞以及肿瘤微环境中的炎症细胞能诱导肿瘤的 血管生成[6]。巨噬细胞是肿瘤微环境中最重要的炎 症细胞,约占肿瘤间质中炎症细胞总数的30%~ CM组。倒置相差显微镜下图像采集和计数分析, M2 CM组小管形成数量(11.75+0.55)和对照组小管 形成数量(5.13+1.15)差异有统计学意义(P<0.05); PMAr CM组和腹水组内皮细胞小管形成数量分别 为11.625 ̄0.700和10.25±O.83.也高于对照组(P< 0.05),见图1(见后插二)。 2.4 gMayg26分泌m一8及ⅦGF水平上调ELISA 50%。巨噬细胞来源于外周血单核细胞。在特定微环 境下能分化为M2型巨噬细胞,M2型巨噬细胞能释 放生长因子[表皮生长因子(EGF)]、趋化因子[白细 胞介素8(rE一8)]、细胞因子[肿瘤坏死因子Ot(TNF一 仅)、IL一4]、免疫抑制因子(IL一10、TGF一131)和基质金 属蛋白酶(MMP一2,一9)等,促进肿瘤细胞增殖、转移、 结果表明,EA.hy926细胞经M2 CM和PMAr CM刺 激后,分泌IL_8的水平、VEGF的分泌水平高于对照 组(P<0.001);EA.hy926细胞和腹水组共培养后IL一8 的分泌水平高于对照组(P<O.01),VEGF的分泌水 血管生成以及诱导局部免疫耐受从而促进肿瘤进展。 在卵巢癌发生发展过程中,卵巢癌细胞蔓延到腹膜 表面.引起腹膜毛细血管通透性改变和再吸收功能 平与对照组相比差异无统计学意义。且经内皮细胞 共培养后上清中IL一8和VEGF含量与原4组条件 A 障碍.血管内单核巨噬细胞协同各种免疫因子以及 细胞因子渗出腹膜促使腹水形成。同时来自外周血 的单核巨噬细胞在腹膜微环境中大量聚集分化成 M2型巨噬细胞,并通过分泌各种细胞因子参与肿瘤 转移以及腹水形成[2,7-8]。本课题旨在探索处于肿瘤 l 500 一 微环境中的M2型巨噬细胞通过何种方式调控肿瘤 血管生成,从而推进卵巢癌恶性进展的机制研究。 研究表明.肿瘤血管生成是内皮细胞从组织中 成熟的血管中经由各种因子刺激诱导发生增殖和游 1 000 ∞ I500 走,形成小血管,从而促进肿瘤的侵袭和转移。内皮 细胞的增殖和迁移是血管生成的基本环节,本课题 曩■('onditional medium(CM) B 田eo-ellhtlr ̄with EA.hv926 结晶紫染色增殖实验结果表明。从腹水中分离出的 M2型巨噬细胞可能分泌某些促进内皮细胞增殖的 细胞因子。PMA刺激THP—l细胞分化成为巨噬细胞 样细胞.诱导分化的TAP细胞产生各种细胞因子, 如TNF—OL、IL一12、MMP一2、MMP一9等刺激内皮细胞 的增殖。Rantswell实验结果表明,M2型巨噬细胞培 养上清可显著提高内皮细胞的迁移能力,提示M2型 8 h c d a h c d 巨噬细胞可能分泌某些促进内皮细胞迁移的趋化因 子。腹水组对比M2 CM组具有更强大的促内皮细胞 注:A:不同的条件培养基分泌IL一8的水平以及刺激EA. hy926细胞后分泌水平变化:B:不同的条件培养基分泌VEGF的水 平以及刺激EA.hy926细胞后分泌水平变化;a:对照组,b:M2 CM 组,e:PMAr CM组,d:腹水组; 表示和对照组条件培养基(CM)相 增殖和迁移的作用.推测其可能因为腹水中含有丰 富的VEGF以及内皮素(endotheliolysin,ETEI)可促 进内皮细胞的增殖和迁移。课题组前期的研究结果 表明.1L一8是EOC间质中M2型巨噬细胞分泌量最 高的细胞因子.具有强大的诱导肿瘤细胞侵袭的作 用,结合其他研究结果,推测IL一8可能是卵巢癌血 管生成中主要的促血管生成因子和内皮细胞趋化诱导 因子l8_。IL一8参与了卵巢癌腹水的形成,并且通过促 进其他炎症因子的释放,促进肿瘤细胞的增殖、血管 比,差异具有统计学意义,P<0.05;#表示和对照组条件培养基刺激 的EA.hy926细胞分泌水平相比较,差异具有统计学意义,P<0.05。 图2 E啦 检测在条件培养基刺激前后EA.,926分泌 Ⅱ 8以及ⅦGF的水平 培养基相比都有显著提高(P<0.O5),见图2。 3讨论 自1971年Folkman首次提出肿瘤血管生成这 国际妇产科学杂志2012年6月第39卷第3期 J Int Obstet Gynecol,June 2012,Vo1.39,No.3 ・293・ 生成以及转移[93。IL一8可以直接提高内皮细胞的 存活率、增殖能力以及金属蛋白酶的分泌,从而调节 血管生成[m],在子宫内膜癌以及子宫颈癌中M2型巨 噬细胞分泌IL一8.并且其分泌水平和肿瘤微血管数 量相关【11]。为了验证IL一8是否参与了M2型巨噬细 胞促进内皮细胞增殖迁移以及小管形成.采用 ELISA检测初始不同条件培养基中IL一8的含量以 及经不同条件培养基刺激内皮细胞后共培养液中 IL一8的含量。本研究发现,腹水中提取的M2巨噬细 [3]Tjiu Jw,Chen JS,Shun CT,et a1.Tumor-associated macrophage- induced invasion and angiogenesis of human basal cell carcinoma cells by cyclooxygenase-2 induction[J].J Invest Dermatol, 2009,129(4):1016—1025. 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[5]Zhang T,Ma Z,Wang R,et a1.Thrombin facilitates invasion of ovarian cancer along peritoneum by inducing monocyte diferentiation 胞条件培养基与内皮细胞共培养后,上清中IL一8水 平较对照组显著升高。提示腹膜内M2型巨噬细胞 可能通过分泌IL一8促进血管生成。此外,VEGF也被 认为是促进血管生成中的重要因子,Fujimoto等I1 ] 认为其是判断卵巢癌患者预后的重要标记物。实验证 实了VEGF和II,_8与卵巢癌的恶性进展相关_l3]。腹 膜内巨噬细胞增加卵巢癌腹膜转移灶内血管生成可 能提高IL一8和VEGF的分泌相关 。通过分泌促血 管生成因子和迁移诱导因子.M2型巨噬细胞促进内 皮细胞的迁移、增殖,帮助内皮细胞从肿瘤原发灶血管 逃逸进入血液循环,转移到腹膜内,实现肿瘤转移灶 血管的构成 本研究表明,M2型巨噬细胞可能是肿瘤微环境 中促进EOC血管生成的重要因素。M2型巨噬细胞 作用于微环境中的内皮细胞,提高内皮细胞的增殖 能力,并通过上调IL一8,VEGF等促血管细胞因子促 进内皮细胞迁移以及小管形成。从而促进卵巢癌腹 膜内血管生成。为卵巢癌肿瘤的恶性进程发展提供 了必要条件。研究M2型巨噬细胞对内皮细胞的调 控有助于进一步了解EOC腹膜微环境中炎症细胞 和血管生成的相互作用.为临床上开展以巨噬一内皮 细胞为靶向的卵巢癌综合治疗手段提供新的依据。 参考 文 献 l1 J Cai J,Tang H,Xu L,et a1.Fibroblasts in omentum activated by tumor cells promote ovarian cancer growth,adhesion and invasive— ness[J].Carcinogenesis.2012,33(1):20—29. 1 2 J Wang X,Deavers M,Patenia R,et a1.Monocyte/macrophage and T—cell infiltrates in peritoneum of patients with ovarian cancer or benign pelvic disease[J].J Transl Med,2006,4:30. toward tumor-associated macrophage-like cells[J].Cancer Immunol Immunother,2010,59(7):1097-108. 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