胰腺癌细胞系的表型及基因型介绍

胰腺癌细胞系的表型及基因型介绍第一页，共19页。胰腺癌细胞系能够用来进行胰腺癌相关实验的原因（1）胰腺癌中常见的四种基因（K-ras、p16、p53、Smad4）突变的比例和胰腺癌细胞系中其突变的比例接近；（2）胰腺癌细胞系不同的表型和基因型代表胰腺癌不同的亚类；利用胰腺癌细胞系进行机制推理和因果实验，比如不同特定蛋白的表达和肿瘤生长、侵犯、转移之间的关系，以及化疗耐药实验。第二页，共19页。几种常见胰腺癌细胞系的来源AsPC-1细胞：源自胰头癌原发肿瘤有转移，转移至腹部器官、腹水分泌：黏蛋白、CEABxPC-3细胞：源自胰体癌原发肿瘤无转移分泌：CEA、CA199、黏蛋白等裸鼠移植生长类似患者原位肿瘤Capan-1细胞：源自胰头癌肝脏转移灶有转移，转移至区域淋巴结、肝脏等分泌：黏蛋白Capan-2细胞：源自胰头癌有侵犯，浸润十二指肠壁远端CFPAC-1细胞：源自胰头癌肝脏转移灶（并发囊性纤维化）有转移，广泛转移至肝脏CFTR突变：引起①先天性胰腺炎②新发胰腺癌危险因素（存在争议）HPAC细胞：源自胰头癌分化稳定、良好HPAF-II细胞：源自胰腺癌腹水癌细胞（转移至肝脏、隔及淋巴结）第三页，共19页。几种常见胰腺癌细胞系的来源Hs766T细胞：源自胰腺癌淋巴结转移灶MIAPaca-2细胞：源自胰体尾癌原位肿瘤有侵犯，浸润至主动脉周围无表达大量CEA且ALP阴性PANC-1细胞：源自胰头癌原位肿瘤有转移，转移至胰周淋巴结未检测到CEASU.86.86细胞：源自胰头癌肝脏转移灶有转移，广泛肝脏转移第四页，共19页。细胞的粘附性细胞的粘附性是通过细胞外基质和细胞表面分子接触介导的：纤连蛋白，一种发现于基底膜和结缔组织的糖蛋白I型和IV型胶原蛋白，发现于组织间质和基底膜层粘连蛋白，基底膜中主要的非胶原蛋白相关研究：Capan-1比Mia-paca-2更易连接到I型胶原蛋白Capan-1和Mia-paca-2对层粘连蛋白的粘附性无明显差异，有研究也表明Capan-1稍逊Bxpc-3和panc-1对I型胶原蛋白粘连性近似Bxpc-3和panc-1对层粘连蛋白粘附性近似，有研究也表明，Bxpc-3更强第五页，共19页。细胞的粘附性影响研究差异的变量：细胞定量技术的不同，如分光光度法和光学显微镜的差异细胞培养条件对细胞外基质的处理方法对研究者建议：注意引用既有的研究，认真阐明不同细胞系的黏附特性第六页，共19页。细胞的迁移和侵犯相关实验方法：细胞增殖实验MTTCCK8细胞迁移实验transwellusingBoydenchamberswound-healingcellmigationassay（细胞划痕实验）细胞侵犯实验transwell（特定基质）***特定基质：人工基质胶（包括层粘连蛋白、IV型胶原蛋白、巢蛋白、硫酸肝素）第七页，共19页。细胞的迁移和侵犯细胞迁移性在癌细胞转移中发挥重要作用。细胞迁移相关研究：Panc-1（多是单细胞迁移）比bxpc-3（多是整个细胞团的迁移）有5倍的能动性Panc-1细胞在I型胶原蛋白transwell中比bxpc-3能动性更好HPAF-II比bxpc-3能动性好高侵犯癌症的患者发现时，多是晚期转移性疾病，严重影响患者的预后。细胞侵犯相关研究：Capan-1和mia-paca-2在人工基质胶中有相似的侵犯特性Bxpc-3比mia-paca-2有更强的侵犯能力，有研究也表明二者近似Panc-1比mia-paca-2有更强的侵犯能力，有研究也表明mia更强第八页，共19页。细胞的迁移和侵犯影响研究差异的变量检测侵犯性能的试剂细胞培养条件细胞培养时间细胞定量技术对研究者建议在得出实验中侵犯能力的的结论时，首先阐明本实验细胞系的侵犯特点。第九页，共19页。血管生成能力肿瘤微血管密度（TMVD）是至关重要的肿瘤发展和患者生存的预测指标，在大部分肿瘤中（如乳腺癌、前列腺癌）介导心血管的生成。肿瘤的增殖和心血管的生成密切相关，其促血管生成因子多于抗血管生成因子，其中的促因子如血管内皮生长因子和胰腺癌的TMAD密切相关。促血管生成因子的高表达不仅促进中肿瘤血管生成，而且能够促进肿瘤细胞有丝分裂的进行。促血管生成因子：细胞因子，如IL-1α、IL-8趋化因子，酶类其他肿瘤产物COX-2在促进肿瘤血管生成中的作用：促进AA转化为PGE2，PGE2为一种血管生成因子PGE可激活NF-kBNF-kB可以促进COX-2的转录和翻译IL-8可以介导细胞增殖和血管内皮细胞趋化运动，从而促进肿瘤的生长第十页，共19页。血管生成能力相关研究：BxPC-3,Capan-1,Capan-2andHPAF-II可表达COX-2，而AsPC-1,MIAPaCa-2、PANC-1无表达，其中尤其是Capan-2表达大量的COX-2；BxPC-3表达高水平的IL-1αandIL-8，但是Capan-2和MIAPaCa-2表达低水平的IL-8和不可检测的IL-1α；总结：BxPC-3和Capan-1表达高水平促血管生成因子，而AsPC-1和MIAPaCa-2表达低水平的促血管生成因子建议：检测肿瘤细胞系中促血管生成因子的表达，可以用作反映肿瘤血管生成能力的指标。第十一页，共19页。成瘤能力（体内）评估致瘤性：①肿瘤体积②肿瘤质量③发生概率④生长速度移植瘤方法：皮下注射胰腺癌细胞（免疫缺陷小鼠）腹膜内注射/静脉注射肿瘤细胞原位移植移植肿瘤组织-供体源自皮下移植瘤小鼠移植肿瘤细胞-源自人胰腺癌细胞第十二页，共19页。成瘤能力（体内）皮下注射相关研究Bxpc-3成瘤比PANC-1大，也有研究表明PANC-1成瘤较大；Capan-1注射后14周即发展成为肿瘤，bxpc-1和panc-1则超过4个月成瘤；bxpc-3注射后潜伏期40天才开始生长，capan-1则需10天潜伏期开始生长；panc-1成瘤潜伏期为4周，mima-paca-2成瘤潜伏期需3周腹膜内注射相关研究：在严重联合免疫缺陷小鼠体内注射癌细胞后，成瘤概率为capan-1-100%、panc-1-86%、mia-66%在肿瘤体积大小研究中：mia>capan-1>panc-1总结：Bxpc-3和panc-1细胞在开始生长成瘤前有更长的潜伏期Capan-1细胞在皮下和腹膜下均较易成瘤第十三页，共19页。成瘤能力（体内）原位移植肿瘤组织相关研究：不同细胞系成瘤概率均为100%研究表明移植瘤体积，mia-paca-2>capan-2，其他研究，HPAF-II>Mia-paca-2>panc-1>Aspc-1Q：因在供体皮下已经建立血液循环和肿瘤微环境，用来研究肿瘤早期的发生发展无充分说服力原位移植肿瘤细胞研究：不同细胞系成瘤的概率：AsPC-1:100%(10/10),CFPAC-1:100%(10/10),HPAFII:100%(8/8),Capan-2:90%(9/10),Hs766T:90%(9/10),HPAC:88%(7/8),PANC-1:80%(8/10),andBxPC-3:67%(6/9)Mia-paca-2成瘤体积大于HPAC细胞Mia-paca-2和Aspc-1注射后在2、5周有相似的生长特点总结：胰腺癌细胞，不同的移植方法，其致瘤性不同第十四页，共19页。基因型特点常见的基因突变：KRASTP53CDKN2A(p16/p16INK4a)SMAD4(DPC4）有研究表明，这四个基因的突变和胰腺癌细胞的分化程度或生物学行为无联系。也有研究证实，肿瘤转移性和P53基因改变有关。所以，基因型和表型之间也许有一定联系。第十五页，共19页。基因型特点KRAS基因Kras突变几乎发生在所有胰腺癌原发肿瘤中，与肿瘤早期发展有关。致癌机制：12、13或61密码子突变抑制Ras蛋白内在的GTP酶，导致ras蛋白和GTP酶处于连接且持续激活状态Ras蛋白介导了多个下游信号通路，如Raf-mitogen-activited蛋白酶信号通路、akt-蛋白酶B信号通路相关研究密码子12突变在多个细胞系总发生，除了Hs766T和BXPC-3，其他研究表明，SW979也没有RAS的突变但有些研究表明，Hs766T有高水平的RAS基因的突变总结：BxPC-3细胞系Kras基因为野生型，无RAS的激活***BxPC-3细胞不能代表大部分胰腺癌细胞第十六页，共19页。基因型特点CDKN2A/p16基因P16基因的失活发生在98%以上的胰腺癌患者中，可发生在40%的胰腺上皮内瘤变中，其被认为是胰腺癌早期阶段发展的重要原因。失活机制：基因突变（16%）纯合子缺失（12%）启动子甲基化造（52%）相关研究：Capan-1和panc-1包含有纯合子的缺失，HPAF-II为框内缺失，HPAC有外显子2的突变Bxpc-3细胞p16为野生型，但是不能检测出p16蛋白，原因：2-3外显子的纯合子的缺失。AsPC-1,Capan-2和Hs766T细胞p16也为野生型。总结：基本上所有的胰腺癌细胞系都有各种原因的p16基因的失活。第十七页，共19页。基因型特点TP53和Smad4基因TP53基因（抑癌基因）突变发生在50%左右的胰腺恶性肿瘤中，与肿瘤后期的进展相关。TP53相关研究：P53和p16在细胞周期G1/S期中发挥重要的检查和修复作用P16和p53的高突变率凸显了在胰腺癌发生发展中G1/S期检查位点废除的重要性。Smad4基因（抑癌基因）是TGF-β家族的一员，在大约48-55%的胰腺癌中发生突变，与胰腺癌后期的发展相关。Smad4相关研究：BxPC-3,CFPAC-1和Hs766T由于纯合子确实，缺乏SMAD4/DPC4蛋白Capan-1细胞的SMAD4/DPC4由于点突变而失活，Capan-2,MIAPaCa-2,PANC-1和SU.86.8688细胞中无Smad4基因的失活Aspc-1细胞研究表明为野生型，也有研究表明有非保守的点突变Smad4的突变，经常合并其他三个基因的突变第十八页，共19页。基因型特点Summary总结：（共11个细胞系）KRAS在10个细胞系中有突变，除了BxPC-3为野生型；SMAD4/DPC4在4个细胞系中有突变，AsPC-1有争议；TP53andCDKN2A/p16有很多争议的研究，其在常规培养上，可能还有另外的改变；给研究者建议：在做实验时，对本实验的细胞有一个清楚的各方面特点的认识。第十九页，共19页。