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8 南方医科大学学报 J South Med Univ 0;3() 基础研究 用于活体成像的人三阴性乳腺癌 MD-M-3 细胞系的构建 王 珂 谢四梅 何建军 任 予 夏海滨 张新伟 西安交通大学第一附属医院肿瘤外科 陕西 西安 7006 陕西师范大学基因治疗实验室 陕西 西安 7006 摘要 目的 构建能稳定表达荧光素酶和绿色荧光蛋白的人三阴性乳腺癌MD-M-3细胞系以建立可用于活体成像的 三阴性乳腺癌裸鼠移植瘤模型 方法 采用磷酸钙共沉淀的方法构建表达荧光素酶和绿色荧光蛋白的慢病毒载体 体外 感染 MD-M-3 细胞 经 G48 筛选得到稳定细胞系后 通过活体成像评价感染后细胞表达荧光素酶的情况 并通过 MTT 法 transwell 肿瘤侵袭模型 细胞划痕实验等评价细胞的增殖 侵袭及转移能力是否改变 此外将细胞接种至雌性 L/c-nu//nu 裸小鼠的右侧第 对乳房垫内 构建乳腺癌原位肿瘤模型 利用活体成像系统监测体内肿瘤的生长及转 移情况 并通过冰冻切片 HE 染色评价细胞系在活体内的稳定性及成瘤能力 结果 成功构建能稳定表达荧光素酶和绿 色荧光蛋白的 MD-M-3 细胞系 荧光素酶的活性达到每细胞 9689 photons/s 慢病毒的整合没有改变细胞的增殖 迁 移及侵袭能力 成功建立了乳腺癌裸鼠原位移植瘤模型 结论 慢病毒以其高效稳定的感染率 应作为标记荧光素酶基 因的首选载体 带有荧光素酶的 MD-M-3 细胞在动物体内可被快速而灵敏的检测到 这将为人三阴性乳腺癌转 移机制的研究及抗肿瘤药物的研发提供一个直观 方便及灵敏的平台 3 荧光素酶和荧光蛋白基因双标记优于单标记 关键词 活体生物发光成像 MD-M-3细胞 三阴性乳腺癌 裸鼠 移植瘤模型 中图分类号 R737.9 文献标志码 文章编号 673-454(0)-8-07 Establishment of a bioluminescent MD-M-3 cell line for in vivo imaging of human triple-negative breast cancer xenograft WNG Ke, XIE Si-mei, HE Jian-jun, REN Yu, XI Hai-bin, ZHNGXin-wei Department of Surgical Oncology, the First Hospital of Xi'an Jiaotong University, Xi`an 7006, China; Laboratory of Gene Therapy, Shaanxi Normal University, Xi'an 7006, China bstract: Objective To establish a bioluminescent MD-M-3 cell line which can stably express luciferase and green fluorescent protein to allow bioluminescent imaging in nude mouse models bearing human triple-negative breast cancer xenografts. Methods The lentivirus carrying luc, egfp and neo fusion genes were packaged in 93T cells via calcium phosphate co-precipitation. Human triple-negative breast cancer cell line MD-M-3 was infected by the lentivirus, and the positive cell clones were tested for egfp and luc expressions by fluorescence microscopy and Xenogen IVIS00 bioluminescent imaging system, respectively. MTT assay, transwell invasion assay and wound healing assay were performed to evaluate the changes in the proliferation, invasion and migration abilities of the infected cells. The cells were then orthotopically implanted into the right second mammary fat pat of female L/c nude mice. The tumor growth was monitored by the in vivo imaging system every week, and the tumor tissues were harvested to evaluate the in vivo stability and tumorigenicity of the modified cells using cryosection and HE staining. Results The lentivirus-infected MD-M-3cells could stably express luc and egfp, and the luciferase activity reached 9689 phontons/s/per cell. No significant changes occurred in the biological activities of the lentivirus-infected MD-M-3 cells. We successfully established the nude mouse model bearing orthotopically implanted human triple-negative breast cancer cells. Conclusion The modified MD-M-3 cell line can be detected sensitively at the primary implantation site and distant metastasis site in nude mice, which provides a convenient and sensitive platform for the research of metastatic mechanism and new antitumor drugs of human triple-negative breast cancer. The combination of egfp and luc is superior to single reporter gene. Key words: bioluminescent imaging; MD-M-3 cell line; triple-negative breast cancer; nude mice; implanted tumor model 收稿日期 0-08-6 基金项目 陕西省科学技术研究发展计划项目 009K-0 作者简介 王 珂 主治医师 博士 E-mail: xjtu_wet@63.com 谢四梅 在 读硕士研究生 E-mail: smxie73@gmail.com 王 珂 谢四梅共同为第 一作者 通讯作者 何建军 教授 博士 E-mail: Chinahjj@63.com DOI: CNKI:44-67/R.007.084.004 网络出版时间 0-0-7 8:4:7 http://www.cnki.net/kcms/detail/44.67.r.007.084.004.html 三阴性乳腺癌 TNC 是指雌激素受体 孕激素受 体和人表皮生长因子受体 HER- 均阴性表达的乳腺 癌 虽然TNC的发病率不及其他亚型乳腺癌 但因其 临床预后极差 且缺乏有效治疗手段 故而引起肿瘤学 - 家们的广泛关注 TNC 之所以临床预后极差的一 个主要原因是其具有较强的脑转移能力 一旦发生脑转 3-5 移 患者在短期内迅速死亡 因此 在裸鼠体内建立

第 期 王珂, 等. 用于活体成像的人三阴性乳腺癌 MD-M-3 细胞系的构建 83 人 TNC 细胞的脑转移瘤模型可以深入研究 TNC 细胞高脑转移能力的内在机制, 为进一步找到遏制其高脑转移能力的治疗靶点提供依据 活体内生物发光成像 [6-7] 技术是目前最先进的活体内肿瘤细胞追踪技术之一, 能实时监测动物体内肿瘤的形成情况, 而又不对实验动物造成任何伤害, 是实现本研究目的较为理想的研究方法 本课题组拟构建能用于活体内发光成像检测的人 TNC 细胞 MD-M-3 稳定细胞系, 从而为裸鼠脑转移瘤模型的建立提供必要的基础 材料和方法. 材料.. 细胞 质粒及实验动物人乳腺癌 MD-M-3 细胞购自 TCC 人胚肾细胞系 93T 包装质粒 pspx 和包膜质粒 pvpack-vsv-g 表达质粒 Lenti/ Fluciferase(Luc)-T-eGFP/Neomycin 由陕西师范大学基因治疗实验室夏海滨教授惠赠 L/c-nu/nu 裸小鼠 0 只,4~6 周龄, 体质量 6~8 g, 雌性, 购自上海斯莱克实验动物有限责任公司, 饲养于 SPF 级环境.. 主要试剂及仪器 DMEM 培养液及 PS 缓冲液购自 Hyclone 公司 ; 胎牛血清 (FS) 购自杭州四季青公司 ; 青霉素 链霉素及 G48 购自美国 mresco 公司 ; MTT 购自 Sigma; 荧光素酶底物 (luciferin) 购自北京冷泉港生物科技有限公司 活体成像仪 (Xenogen IVIS00), 倒置荧光显微镜 (Olympus I X7) 倒置显微镜 (Nikon TS00). 方法.. 慢病毒载体的包装及纯化于转染前 d 将 93T 细胞接种至 50 mm 培养皿中, 细胞接种密度为次日转染时细胞汇合度可达 60%~70% 转染前将培养皿中的培养液换成含有 %FS 的 DMEM 将 3 个质粒 ( 重组质粒, 包装质粒, 包膜质粒 ) 采用磷酸钙共沉淀的方法混匀后加入至待转染的 93T 细胞中, 轻轻摇匀后放置培养箱中培养 4 h 后换成含 0%FS 的新鲜培养基, 继续培养 分别收集培养 4 48 及 7 h 的上清液于 50 ml 离心管中,-0 保存待纯化 病毒纯化 : 将上清融化后, 用 0.45 μm 滤膜过滤除去细胞碎片, 将过滤后的上清于 000 r/min,4, 离心 0 min 中后收集上清, 将其置于 7400 g,4 中离心 6 h, 即可达到纯化的目的 沉淀用含 %FS 的 DMEM 重悬待用.. 细胞感染及稳定细胞系的筛选取对数期生长的 MD-M-3 细胞消化后接种至 4 孔板中培养, 接种数量为 0 3 个细胞 / 孔 选择细胞融合度为 60%~70% 且状态好的孔用于慢病毒感染 感染前将培养基换成 %FS 的 DMEM, 将已制备好的慢病毒液分别吸取 00 00 50 μl 至 3 个不同的孔中, 并加入 polybrene, 使其终浓度为 0 μg/ml 4 h 后换成不含 polybrene 的完 全培养基培养 倒置荧光显微镜下观察 egfp 的表达情况, 判断病毒感染细胞的效率 48 h 后将感染效率较高孔中的细胞传代至 60 mm 培养皿中并加入最低致死浓度的 G48 进行筛选 结合荧光镜下表达 egfp 的细胞数量可以适当调整 G48 的工作浓度,G48 筛选的时间为 8 周 感染后的细胞系标记为 MD-M-3-eGFP-luc..3 MD-M-3-eGFP-luc 在体外的荧光素酶活性检测及稳定性评价将对数期生长的 MD- M-3-eGFP-luc 细胞消化 计数后, 调整细胞密度为 0 5 个 /ml 然后按 的比例逐渐稀释至 5 0 4 /ml.5 0 4 /ml.5 0 4 /ml 0.65 0 4 /ml 0.3 0 4 /ml 0.56 0 4 /ml 0.078 0 4 /ml 0.039 0 4 /ml 0.0 0 4 /ml, 共 0 个浓度梯度 将各浓度的细胞以 00 μl/ 孔接种于黑色的 96 孔板中, 每种浓度取 个复孔 ; 每孔加 μl 5 mg/ml 的荧光素酶底物, 另设仅有细胞组及仅有培养基组为阴性对照 用 IVIS00 检测发光情况 曝光时间为 ~0 s, 生物发光值按每秒总光子量 (photons/s) 计算 稳定性评价 : 将 MD-M-3-eGFP-luc 细胞在不含 G48 的培养基中持续培养 3 个月, 每个月按照上述方法稀释后成像, 以观察 luc 基因表达情况..4 MD-M-3-eGFP-luc 细胞体外生物学特性的评价..4. 绘制细胞生长曲线采用 MTT 法测定 MD- M-3-eGFP-luc 和 MD-M-3 细胞的生长曲线..4. 细胞周期的测定采用流式细胞仪检测细胞周期改变, 激发波长为 488 nm, 用 CellQuest 及 Modfit 软件进行周期分析..4.3 细胞侵袭能力的测定采用 tranwell 小室肿瘤 [8] 侵袭模型测定细胞侵袭能力变化..4.4 细胞迁移能力的测定采用划痕损伤实验检测迁移能力 将对数生长期细胞消化重悬后, 按每孔 5 0 5 个细胞数加入 6 孔培养板中 待细胞汇合度达 90% 时 ; 用无菌 00 μl 移液器枪头沿 6 孔板纵轴划 3 条划痕 PS 润洗 次, 去除刮起的漂浮细胞, 加入.5 ml 含 %FS 的 DMEM 培养基, 放入 37 5% CO 培养箱培养 在 0 4 h 分别于倒置相差显微镜下观察各划痕的宽度并拍照 通过测定各划痕在对应的时间上的宽度计算细胞迁移的距离 其计算公式为 : 细胞迁移距离 = (0 h 划痕宽度 - 4 h 划痕宽度 )..5 MD-M-3-eGFP-luc 细胞体内成瘤特性及稳定性评价..5. L/c 裸鼠原位移植瘤模型的建立将 MD-M-3-eGFP-luc 和 MD-M-3 细胞分别制备单细胞悬液, 用含 PS 及 matrigel( ) 的混合液调整细胞数为 0 7 /ml 用 4% 水合氯醛按 0 μl/g 将裸鼠常规麻醉后微左侧卧位固定 按文献 [9] 报道的方法用

84 南方医科大学学报 J South Med Univ 无菌镊子及眼科剪解剖并暴露裸鼠右侧第二对乳房垫 mfp 取00 μl上述细胞悬液接种至mfp内 注意防止 外漏 并仔细缝合手术切口..5. 局部肿瘤监测 待成瘤至肉眼可观察时 开始用 游标卡尺测量肿瘤形成的长度 L 和宽度 W 每周测 量一次 根据V= LW /6计算肿瘤的体积 以肿瘤体积 为纵坐标 测量时间为横轴标绘制肿瘤体积-时间生长 曲线..5.3 活体成像 从接种当天开始 每周采用精诺真活 体成像系统 IVIS 00 观测皮下肿瘤细胞的生长情 况 观测前每只老鼠腹腔注射 00 μl 荧光素底物 5 mg/ml 尽量保证在注射后 0~5 min 内进行活体成 像 曝光时间范围为 ~0 s 每次成像的时间和曝光时 间均一致 利用 Living Image (Xenogen)分析软件对 图像信号进行分析 以肿瘤接种周数为横坐标 肿瘤单 位面积荧光值为纵坐标 绘制肿瘤皮下生长曲线..5.4 病理学检查 采用颈椎脱臼的方法处死裸鼠 两个注射组均取部分肿瘤组织进行冰冻及常规石蜡包 埋切片 对于 MD-M-3-eGFP-luc 注射组 取部 分肿瘤组织进行原代培养..5.4. 肿瘤组织的原代培养及荧光素酶活性鉴定 将肿瘤无菌取材后 用含有双抗的无菌Hanks液冲洗数 遍以去除周围的结缔组织 经无菌眼科剪剪碎后 加入 0.05%Ⅱ胶原酶于37 培养箱中消化30 min 然后换成 第 3 卷 0.%胰酶继续消化5 min DMEM终止消化后离心 将 细胞沉淀重悬置于培养箱中培养 待细胞生长稳定后 加入G48筛选去除间质细胞 结合荧光显微镜判断细 胞是否纯化 纯化后的细胞再次利用倍比稀释法测定 荧光素酶活性..5.4. 冰冻切片及肿瘤组织HE染色 均采用常规病 理学方法.3 统计学处理 用SPSS3.0统计软件行结果分析 计量资料均以 均数±标准差表示 采用 t 检验 对于重复测量数据则采 用重复测量方差分析进行分析 P<0.05 为差异有统计 学意义 利用线性回归分析生物发光值与肿瘤体积及 细胞数量的线性关系 结果. 病毒感染后 MD-M-3-eGFP-luc 表达 egfp 的情况及阳性细胞的筛选 病毒感染4 h后 荧光显微镜观察可见3个病毒滴度 组均有细胞表达eGFP 尤以00 μl组细胞荧光信号最强 荧光较为均匀地分布于整个细胞内 感染率接近00% 因 此取 00 μl 组细胞为目的组 感染 48 h 后传代开始加 G48 800 μg/ml 筛选 经连续8周筛选后 细胞00%表 达eGFP 并且随体外长期传代培养无明显减弱 图 C 图 稳定细胞系MD-M-3-eGFP-luc表达eGFP 荧光镜下eGFP的表达 白光下细胞形态 C 和两者重合 Fig. Expression of egfp in MD-M-3-eGFP-luc cells (Original magnification: 00).. MD-M-3-eGFP-luc 的体外荧光素酶活性的 测定及稳定性评价 细胞的荧光素酶活性较高 约为 9689 photons/s 最低检测到的细胞数量至少为0个 细胞经倍比稀释 后 荧光素酶的荧光值与细胞数量有良好的相关性 R= 0.994 图 将细胞在无 G48 筛选的情况下连续培 养3个月 每个月测定的细胞荧光值结果与首次测量的 结果无明显统计学差异 数据未提供 说明该细胞系在 体外能稳定表达luc.3 MD-M-3-eGFP-luc 细 胞 与 MD-M-3 细胞体外生物学特性的比较.3. 细胞增殖曲线 采用 MTT 法测定 MD-M-3 及 MD-M-3-eGFP-luc 细胞的生长曲线 图 3 表 明两种细胞的生长趋势基本上一致 差异不具有显著 性.3. 细胞周期 流式细胞仪检测表明 MD-M-3eGFP-luc 和 MD-M-3 两种细胞均以 G0/G 期细 胞为主 细胞周期改变无统计学差异 表.3.3 MD-M-3-eGFP-luc 侵袭和迁移能力的评 价 transwell 侵袭实验 培养 h 后将膜经过固定染

Media only 0 39 78 56 33 65 50 500 5 000 0 000 Cell number 表 MD-M-3-eGFP-luc和MD-M-3细胞周期比较 Tab. Cell cycle of MD-M-3-eGFP-luc and MD-M-3 cells (%) 组别.0.00E8 0.6 R =0.994 (P<0.0) 8.00E7 07 Mean luciferase activity 0.8 Photons/s 0 000 4000 6000 Cell number 8000 0000 图 体外培养中 MD-M-3-eGFP-luc 的荧光素酶活性与 细胞数量的相关性 Fig. Correlation of bioluminescence intensity to the cell number in MD-M-3-eGFP-luc cell cultures..000 MD-M-3-eGFP-luc.800 MD-M-3.600.400 OD λ=570 mm G/M MD-M-3-eGFP-luc 54.±. 30.48±.67 5.30±.7 MD-M-3 56.±.39 9.7±3.44 3.4±.89 >0.05 >0.05 >0.05 色 于倒置显微镜下观察 可见细胞均匀分布在膜上 图 4 33%冰醋酸脱色后测定 OD 值 MD-M-3eGFP-luc 和 MD-M-3 组的 OD 值分别为 0.886± 0.046 和 0.87±0.056 无统计学差异 细胞划痕实验 利用显微镜自带的测量工具测量同一位点上 0 4 h 划 痕 的 宽 度 计 算 得 出 迁 移 距 离 MD-M-3eGFP-luc 和 MD-M-3 的迁移距离均为 53.33± 5.77 μm 图 5 无统计学差异 表明慢病毒 DN 的随 机整合未改变细胞的迁移和侵袭能力.4 MD-M-3-eGFP-luc 细胞体内成瘤能力及稳 定性评价.4. L/c 裸 鼠 原 位 移 植 瘤 模 型 的 建 立 除 了 MD-M-3-eGFP-luc接种组的一只裸鼠因细胞溢 漏失败外 其余 9 只裸鼠均接种成功 术后恢复良好 立即行活体成像 测定荧光值.4. MD-M-3-eGFP-luc与MD-M-3成瘤 能力的比较 全部裸鼠均于接种后第 7 天出现皮下结 节 后呈圆形或椭圆形生长 第 8 天开始测移植瘤体 积 每周测 次 共 4 周 绘制相应的肿瘤生长曲线 经 统计学分析 MD-M-3-eGFP-luc 与 MD-M3两组间肿瘤体积无统计学差异 表.4.3 裸鼠体内荧光素酶活性与移植瘤体积的相关性分 析 接种肿瘤细胞当天 待裸鼠恢复后立即成像 测量 表明接种局部荧光值较高 图 6 以后每隔 周成像.00E7.00.000 0.800 0.600 0.400 0.00 S P值 0. 4.00E7 0.000 G0/G 0.4 6.00E7 0.00E0 85 王 珂,等.用于活体成像的人三阴性乳腺癌 MD-M-3 细胞系的构建 Cells only 第 期 3 4 t/d 5 6 7 图 3 MD-M-3-eGFP-luc 与 MD-M-3 的生长 曲线 Fig.3 Proliferation curves of MD-M-3-eGFP-luc and MD-M-3 cells. 图4 体外transwell侵袭实验 细胞染色固定后均匀分布于膜表面 : MD-M-3-eGFP-luc; : MD-M-3 Fig.4 Invasiveness of MD-M-3-eGFP-luc and MD-M-3 cells in vitro (Original magnification: 00).

86 南方医科大学学报 J South Med Univ MD-M-3-eGFP-luc 第 3 卷 MD-M-3 0h C D 4 h 图5 MD-M-3-eGFP-luc和MD-M-3的迁移能力比较 Fig.5 Migration ability of MD-M-3-eGFP-luc and MD-M-3 cell in vitro (Original magnification: 50). 表 不同时间点原位肿瘤的体积 Tab. Orthotopic mammary fat pad tumor volumes at different time points (mm3) 不同时间点肿瘤的体积 (mm3) 组别 周 周 3周 MD-M-3-eGFP-luc 50.57±.637 6.43±6.395 5.346±8.09 07.9±0.839 MD-M-3 5.383±3.08 6.00±5.060 3.385±3.45 0.0±7.40 次 到第4周 肿瘤荧光值达到饱和 总体来说 肿瘤荧 光值与肿瘤体积的变化趋势是一样的 表3 有明显的 相关性 R=0.947 0.8 0.4 0. 图6 mfp移植瘤模型活体成像情况 : 对照组; : 实验组 Fig.6 In vivo bioluminescence of the orthotopic mammary fat pad after cell injection (0 week). Tab.3 Tumor volume and bioluminescense of MD-M-3eGFP-luc cells at different time points 体积 (mm3) 肿瘤荧光值 (photons/s) 0 0.7E+0±.93E+9 50.57±.637.3E+0±3.08E+9 6.43±6.395.38E+0±.458E+9 3 5.346±8.09.349E+0±.37E+9 4 07.9±0.839 3.403E+0±3.43E+9 09 0.6 表 3 MD-M-3-eGFP-luc 细胞接种组在不同时间的 肿瘤体积及肿瘤荧光值 时间 周.0 4周.4.4 病理学检查结果.4.4. 肿瘤组织肉眼观 裸鼠经颈椎脱臼处死后 剥离 肿瘤 可见肿瘤呈白色圆球型或椭球形 周围有血管包 裹肿瘤.4.4. 肿瘤细胞的原代培养 将裸鼠体内形成的肿瘤 组 织 进 行 原 代 培 养 镜 下 观 察 细 胞 的 形 态 与 MD-M-3 及 MD-M-3-eGFP-Luc 相似 荧 光镜下可观察到 egfp 的表达 且强度较 MD-M3-eGFP-Luc 未减弱 倍比稀释法测荧光素酶活性

第 期 王 珂,等.用于活体成像的人三阴性乳腺癌 MD-M-3 细胞系的构建 与首次测量结果无统计学差异 说明 MD-M-3eGFP-Luc细胞经过体内筛选后仍能稳定表达eGFP和 luc 具有良好的稳定性.4.4.3 冰冻切片 图7显示MD-M-3组移植瘤组 87 织 中 未 检 测 到 egfp 的 表 达 而 MD-M-3eGFP-Luc 组表达很强 进一步说明 MD-M-3eGFP-Luc细胞系在体内能稳定表达eGFP C 图7 移植瘤组织冰冻切片 : 普通光显微镜下细胞形态; : 荧光显微镜下MD-M-3-eGFP-luc移植瘤组织; C: 荧光显微镜下MD-M-3移植瘤组织 Fig.7 Cryosections of the orthotopic mammary fat pad tumors (Original magnification: 00)..4.4.4 肿瘤组织的 HE 染色 两种乳腺癌细胞系所形 成的移植瘤组织在镜下 HE 染色形态上无明显差异 图 8 是紧紧抓住高脑转移能力这一TNC的重要特征 在裸 鼠体内建立人TNC细胞的脑转移瘤模型 从而深入研 究TNC细胞高脑转移能力的内在机制 并进一步找到 遏制其高脑转移能力的治疗靶 点 成功建立裸鼠脑转移瘤模型 的关键是能无创性地准确 实时 监测裸鼠体内脑转移瘤的形成情 况 从而在合适的时间处死裸鼠 取得组织样本 这就需要借助于 近些年来兴起的活体光学成像技 术 活体光学成像技术因其直 图8 肿瘤组织HE染色 观 无创 易于操作等优点 是在 : MD-M-3-eGFP-luc; : MD-M-3 动物体内研究肿瘤的发生发展及 Fig.8 HE staining of the orthotopic mammary fat pad tumors (Original magnification: 00). 转移机制 肿瘤的治疗等领域必 不可少的研究手段 6-7, 3 目前国 3 讨论 外该技术的发展较快 已有多种商业化的带有荧光素酶 Perou 0 首次提出了乳腺癌基因分型的概念 根据 和 或 荧光蛋白报告基因的肿瘤细胞株供活体成像研 大量的内在固有基因表达方式的不同 运用逐层分类的 究 而在国内发展相对缓慢 根据文献报道国内目前已 方法将乳腺癌分为 4 个亚型 ER /luminal Normal 经构建的并能用于活体成像的乳腺癌细胞系仅有 breast-like Her 以及 asal-like 而 asal-like 亚群的 MCF-7 和 ZR-75-4-5 但这两种乳腺癌细胞均不属于 乳腺癌组织基因表达的方式与乳腺正常导管基底上皮 TNC 细胞 不能用于本研究模型 因此需要建立新的 细胞或肌上皮细胞的表达方式相似 通常呈现出雌激素 能用于活体内成像的 TNC 细胞系 人乳腺癌细胞系 受体 孕激素受体以及人类表皮生长因子受体 Her MD-M-3为典型的TN型乳腺癌细胞 6 是本研究 的阴性表达 即所谓的三阴性 TN 型表型 TNC 之 模型的理想对象 所以能够引起临床医生的重视 很大程度上是由于这一 目前国内在构建用于活体成像的稳定细胞系方面 亚群的乳腺癌患者具有非常差的临床预后 多项研究表 存在的主要问题有 多数采用单标记法 即单纯将 明TNC患者的预后甚至要差于Her阳性的乳腺癌患 3-4 GFP 或 luc 标记细胞 没有实现生物发光成像和荧光成 者 而 TNC 之所以预后差的一个主要原因是其具 像的优劣势互补 两者的主要区别在于前者是自发荧 有较强的脑 内脏转移能力 并且一旦出现脑 内脏转 3-5, - 光 不需要激发光源 而后者则需要外界激发光源的激 移 患者即在短期内迅速死亡 本研究的目的就

88 南方医科大学学报 (J South Med Univ) 第 3 卷 发, 由于生物体的皮肤及毛发等组织在受到激发光激发时也会产生非特异性荧光, 因此后者的灵敏度 特异性 及定量性等均不及前者, 不适合体内研究 但由于 GFP 在荧光镜下易被检测到且高度稳定, 因而适合体外细胞及组织标记, 从而优化体外实验 ;()GFP 或 luc 的活性不高, 体外检测到的最低细胞数量多在 00 个, 甚至 700 个以上, 为了增加体内检测的灵敏度, 通常需要接种较大的肿瘤细胞数, 从而增加动物的肿瘤负荷, 同时如果是直接将肿瘤接种至血循环中, 容易发生栓塞导致动物死亡 为了提高灵敏度, 目前多采用 egfp( 增强绿色荧光蛋白 ) 和 luc [3] ( 增强型荧光素酶基因 ) 本研究采用 egfp 和 luc 对人乳腺癌 MD-M- 3 细胞进行双标记, 通过慢病毒感染法将目的基因导入细胞内 实验结果表明 egfp 和 luc 能在体内外稳定表达, 且活性较高,luc 体外活性达到每细胞 9689 photons/s, 远远高出文献 [7] 报道的 00~48 photons/s 的水平 说明慢病毒载体是一种高效的表达载体 另外由于慢病毒将目的基因整合到目的细胞的基因组上是一个随机的过程, 因此需要对感染后细胞系 MD-M-3-eGFP-luc 的主要生物学特性进行监测, 以便评价 MD-M-3-eGFP-luc 是否具有良好的代表性 本研究通过测定细胞生长曲线 细胞周期 侵袭及迁移能力, 结果提示 MD-M-3-eGFP-luc 和 MD-M-3 的生物学特性没有统计学差异, 其 TNC 的生物学特性没有因为病毒的整合而发生改变, 可用于体内外 TNC 相关的实验研究 此次构建的 MD-M-3-eGFP-luc 大大提高了体内检测转移灶的敏感性, 可以用于构建 TNC 转移瘤模型, 从而为其高内脏及脑转移机制的研究提供帮助 根据我们的经验, 进行 egfp/luc 双标记的肿瘤细胞株还具备以下优点 :() 可以监测肿瘤模型的制作是否成功, 尤其是制作左心室肿瘤模型 一般于接种后 h 行活体生物发光成像可观察肿瘤细胞在体内的分布, 如果肿瘤细胞停留在右心室及肺部或胸腔, 多表明肿瘤细胞误注入了右心室或穿破心脏漏入胸腔中, 这样的动物模型是不能用的 结合活体成像可早期剔除失败的模型, 从而避免不必要的时间浪费和经济损失 ;() 更好地进行体外实验 egfp 可方便直观在荧光镜下观察到, 可用于镜下分析, 正如本实验中用于评价慢病毒的感染效率, 阳性细胞的比重及纯化情况 另外通过荧光素酶和底物的反应可间接反应细胞数量, 因而可以广泛地应用于多种实验模型, 如细胞粘附实验 药物对细胞的抑制实验等 本研究结果说明 :() 慢病毒以其高效稳定的感染率, 应作为标记荧光素酶基因的首选载体 ;() 裸鼠转移瘤模型结合活体生物发光成像技术为肿瘤生长转移机制的研究及抗肿瘤药物的研发提供了一个直观 可靠 的平台 ;(3) 荧光素酶和荧光蛋白基因双标记优于单标记 参考文献 : [] Lin NU, Claus E, Sohl J, et al. Sites of distant recurrence and clinical outcomes in patients with metastatic triple-negative breast Cancer[J]. Cancer, 008, 3(0): 638-45. [] Sasaki Y, Hitoshi T. Clinicopathological characteristics of triple-negative breast cancers[j]. reast Cancer, 009, 6(4): 54-9. [3] Jang G, Lee SS, hn JH, et al. Clinical features and course of brain metastases in triple-negative breast Cancer: comparison with human epidermal growth factor receptor -positive and other type at single institution in Korea[J]. reast Cancer Res Treat, 0, 8 (): 7-7. [4] Hines SL, Vallow L, Tan WW, et al. Clinical outcomes after a diagnosis of brain metastases in patients with estrogen- and/or human epidermal growth factor receptor -positive versus triple-negative breast Cancer[J]. nn Oncol, 008, 9(9): 56-5. [5] Kwon HC, Oh SY, Kim SH, et al. Clinical outcomes and breast Cancer subtypes in patients with brain metastases[j]. Onkologie, 00, 33(4): 46-5. [6] Jenkins DE, Oei Y, Hornig YS, et al. ioluminescent imaging (LI) to improve and refine traditional murine models of tumor growth and metastasis[j]. Clin Exp Metastasis, 003, 0(8): 733-44. [7] O'neill K, Lyons SK, Gallagher WM, et al. ioluminescent imaging: a critical tool in pre-clinical oncology research[j]. J Pathol, 00, 0(3): 37-7. [8] Hughes L, Malone C, Chumsri S, et al. Characterisation of breast Cancer cell lines and establishment of a novel isogenic subclone to study migration, invasion and tumourigenicity [J]. Clin Exp Metastasis, 008, 5(5): 549-57. [9] Kim LS, Price JE. Clinically relevant metastatic breast Cancer models to study chemosensitivity[j]. Methods Mol Med, 005, : 85-95. [0]Perou CM, Sørlie T, Eisen M, et al. Molecular portraits of human breast tumours[j]. Nature, 000, 406(6797): 747-5. []Kennecke H, Yerushalmi R, Woods R, et al. Metastatic behavior of breast Cancer subtypes[j]. J Clin Oncol, 00, 8(0): 37-7. []Dent R, Hanna WM, Trudeau M, et al. Pattern of metastatic spread in triple-negative breast Cancer[J]. reast Cancer Res Treat, 009, 5(): 43-8. [3]Kim J, Urban K, Cochran E, et al. Non-invasive detection of a small number of bioluminescent Cancer cells in vivo[j]. PLoS One, 00, 5(): e9364. [4] 蒋凯, 韩永健, 程龙, 等. 动物活体成像生物发光稳定细胞株的构建 [J]. 生物技术通讯, 0, (): 6-9. [5] 李艳, 张海燕, 王喆, 等. 通过活体动物光学成像系统建立乳腺癌动物模型 [J]. 肿瘤, 009, 9(): 76-80. [6]Cailleau R, Young R, Olivé M, et al. reast tumor cell lines from pleural effusions[j]. J Natl Cancer Inst, 974, 53(3): 66-74. [7]Jenkins DE, Hornig YS, Oei Y, et al. ioluminescent human breast Cancer cell lines that permit rapid and sensitive in vivo detection of mammary tumors and multiple metastases in immune deficient mice [J]. reast Cancer Res, 005, 7(4): R444-54. ( 编辑 : 黄开颜 )