CN102690784B - 肝癌细胞系hcc-ly10的建立及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了肝癌细胞系HCC-LY10的建立及应用。具体地,本发明提供的所述肝癌细胞系HCC-LY10的性状稳定,可稳定多次传代,并且适用于建立的肝癌动物模型,是肝癌的基础和临床前期应用研究的理想细胞系。另外,该肝癌细胞系HCC-LY10还部分表达肝癌干细胞标志物EpCAM。本发明还提供了该细胞系在建立模型动物、筛选药物等方面的应用。
Description
技术领域
本发明涉及生物学和肿瘤学领域,更具体地涉及一种新的肝癌细胞系HCC-LY10、及其建立方法和应用。
背景技术
人类的各种疾病的发生和发展是十分复杂的,要深入的探讨各种疾病的发病机理及其疗效机制不能在患者身上进行实验。但是可以遵循动物保护法,通过动物对各种疾病和生命现象进行研究,进而推绎到人类探索人类生命的奥秘,探索人类疾病发生发展的规律,以控制人类疾病的发生、发展,治愈疾病和减轻人类患病痛苦,提高生存质量,延长人类的寿命。
长期以来人们发现,以人本身作为实验对象来推动医学的发展是困难的,临床上所积累的经验不仅在时间和空间上存在着局限性,而且许多实验还在伦理道德和方法学上存在着各种限制。
人类疾病的动物模型(Animal model of human diseases)是生物医学科学研究中所建立具有人类疾病模拟性表现的动物实验对象和材料。使用动物模型是现代生物医学研究中的一个极为重要的实验方法和手段,有助于更方便、更有效地认识人类疾病的发生、发展规律和研究防治措施。
肿瘤细胞系在肿瘤的基础研究中具有重要地位,体外培养肿瘤细胞是较困难的,尤其建立能够长期生长、传代,又具有一定特征的人肿瘤细胞系。
对于肝癌领域而言,目前,虽然有一些肝癌细胞系,但是这些肝癌细胞系存在多种缺点,其中包括:传代不稳定、成瘤性较差、细胞系的特性不一致、肝癌特异性标志物表达参差不齐、有些标志物甚至不表达等,因此无法令人满意。
因此,本领域迫切需要开发有效的、能够稳定传代、成瘤性好、且适用于建立动物模型的各种肿瘤细胞系,尤其是肝癌细胞系。
发明内容
本发明的目的就是提供一种稳定传代、成瘤性好、且适用于建立动物模型的各种肿瘤细胞系。
本发明的另一目的是提供所述的肝癌细胞系的制备方法和用途。
在本发明的第一方面,提供了一种人肝癌细胞,所述肝癌细胞是人肝细胞肝癌细胞HCC-LY10,它保藏在中国典型培养物保藏中心,保藏号为CCTCC NO:C2010100。
在本发明的第二方面,提供了本发明第一方面中所述的人肝癌细胞的子代细胞,所述子代细胞能够导致裸鼠形成肝癌。
在另一优选例中,所述的子代细胞基本保留或全部了亲代的人肝细胞肝癌细胞HCC-LY10的特性。
在另一优选例中,所述的人肝癌细胞HCC-LY10或其子代细胞具有以下特性:
(a)约20-35%(较佳地约28±2%)细胞表达干细胞标志物EpCAM;
(b)具有免疫缺陷小鼠肝原位和皮下成瘤能力。
在本发明的第三方面,提供了本发明上述的人肝癌细胞或其子代细胞的用途,它们被用于在哺乳动物中产生肝癌。
在另一优选例中,所述的哺乳动物选自大鼠、小鼠、兔、羊、狗、猴子。
在另一优选例中,所述的动物为裸鼠。
在本发明的第四方面,提供了一种建立肝癌动物模型的方法,包括步骤:
(a)将1×104-1×109的本发明上述的人肝癌细胞或其子代细胞接种于哺乳动物;
(b)培养步骤(a)的哺乳动物7-100天,获得肝癌动物模型。
在另一优选例中,所述的接种是接种于以下部位:肝脏、腹腔、尾静脉、皮下部位或其组合。
在另一优选例中,步骤(b)中培养哺乳动物14-50天,获得肝癌动物模型。
在另一优选例中,所述的哺乳动物选自大鼠、小鼠、兔、羊、狗、猴子。
在另一优选例中,所述的动物为裸鼠。
在本发明的第五方面,提供了一种体外培养肝癌细胞的方法,包括步骤:在适合培养的培养基中,培养本发明上述的人肝癌细胞或其子代细胞。
在本发明的第六方面,提供了一种筛选治疗肝癌的候选药物的方法,它包括步骤:
(a)将1×104-1×109的本发明上述的人肝癌细胞或其子代细胞接种于哺乳动物;
(b)培养步骤(a)的哺乳动物7-100天,获得肝癌动物模型;
(c)将测试化合物施用于步骤(b)的肝癌动物模型,并与未施用测试化合物的步骤(b)的肝癌动物模型进行比较,其中施用后导致肝癌症状改善或治愈的测试化合物就是治疗肝癌的候选化合物。
在另一优选例中,在步骤(c)中,将测试化合物的施用方式选自下组:局部施用于肝癌病灶处、静脉给药、口服给药。
在本发明的第七方面,提供了用本发明上述方法制备的形成的肝癌模型动物。
应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
附图说明
图1显示了本发明细胞系HCC-LY10的成瘤性。
图2显示了细胞系HCC-LY10的培养情况。图A显示了半干法培养7天时细胞爬出肿瘤组织块的情况(100×);图B为HCC-LY10细胞培养至第10代时的生长形态(400×)
图3显示了本发明细胞系HCC-LY10细胞形态。
图4显示了本发明细胞系HCC-LY10的luciferase/GFP双标记结果。左图为明场(200x),右图为荧光(200x)。
图5显示了细胞系HCC-LY10的细胞核型形态。
图6显示了细胞系HCC-LY10免疫细胞化学染色结果。
图7显示了流式细胞术检测HCC-LY10细胞肝癌干细胞标志物的表达结果。图7A~F分别为流式分析HCC-LY10细胞CD133、CD90、EpCAM/CD326、CD44、CD24和CD45分子表达结果。
图8显示了细胞系HCC-LY10中不存在SP细胞群。
图9显示了细胞系HCC-LY10细胞克隆形成能力比较。EpCAM+(上)与EpCAM-(下)细胞群平板克隆形成实验(500细胞/孔)结果,两者无显著区别。
图10显示了本发明HCC-LY10细胞系的Western印迹检测结果。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究,对上百个肝癌原发灶和转移灶肿瘤标本进行原代培养,最后建成一种肝癌无限细胞系HCC-LY10。在此基础上完成了本发明。
具体而言,本发明人将上百个患者的原发性肝癌组织,分别接种于免疫缺陷小鼠,经生长后,进行裸鼠间连续传代。再取肿瘤组织行体外培养,建立相应的体外细胞系。
对细胞系进行相关的生物学检测。终于筛选得到一种纯种人肝癌细胞系。该细胞系生长稳定(已稳定传代56代),并且在光镜下的形态学特征与诱发肿瘤组织一致。免疫组化分析显示,细胞的肿瘤标记物及癌基因蛋白产物呈高表达。
动物学实验表明,该细胞系接种裸鼠后导致裸鼠生产肿瘤,其组织病理形态与原肝癌患者的肿瘤组织一致。
本发明的人肝癌细胞不仅可以制备肝癌模型动物,还可用于筛选治疗肝癌的候选药物的方法。
一种优选的筛选治疗药物(或对肿瘤细胞生长有)的方法包括步骤:
(a)测试组中,在人肝癌细胞HCC-LY10的培养体系中添加测试化合物,并观察肝癌细胞HCC-LY10的数量和/或生长情况;在对照组中,在人肝癌细胞HCC-LY10的培养体系中不添加测试化合物,并观察肝癌细胞HCC-LY10的数量和/或生长情况;
其中,如果测试组中肿瘤细胞HCC-LY10的数量或生长速度小于对照组(存 在显著性差别),则提示该测试化合物对肿瘤细胞的生长或增殖有抑制作用;
此外,如果测试组中肿瘤细胞HCC-LY10的数量或生长速度大于对照组(存在显著性差别),则提示该测试化合物对肿瘤细胞的生长或增殖有促进作用。
在另一优选例中,所述的小于表示测试组与对照组的数量之比或生长速度之比≤0.5,更佳地≤0.25。
在另一优选例中,所述的大于表示测试组与对照组的数量之比或生长速度之比≥2,更佳地≥4。
在另一优选例中,所述的显著区别是P<0.05。
一种优选的筛选治疗药物的方法包括步骤:
(a)将1×104-1×109(较佳地1×105-1×108,更佳地1×106-1×107)上述的人肝癌细胞HCC-LY10接种于哺乳动物;
(b)培养步骤(a)的哺乳动物7-100天,获得肝癌动物模型;
(c)将测试化合物施用于步骤(b)的肝癌动物模型,并与未施用测试化合物的步骤(b)的肝癌动物模型进行比较,其中施用后导致肝癌症状改善或治愈的测试化合物就是治疗肝癌的候选化合物。
本发明的主要优点在于:
(a)本发明的肝癌细胞系HCC-LY10的性状稳定,可稳定多次传代;
(b)本发明的肝癌细胞系HCC-LY10的成瘤性好,遗传特性明确,是肝癌的基础和临床前期应用研究的理想细胞系(有效性试验)。
(c)本发明的肝癌细胞系HCC-LY10可用于肝癌相关基因的体外、体内功能研究(如通过生长行为、运动和转移能力观察等);
(d)本发明的肝癌细胞系HCC-LY5可用于肝癌敏感性药物的体外、体内筛选(如通过生长行为、运动和转移能力观察等)。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件如Sambrook等人,分子克隆:实验室手册(New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明,否则百分比和份数为重量百分比和重量份数。
实施例1
肝癌细胞系HCC-LY10的建立
(a)来源
该细胞系来自于一位男性肝癌患者(患者编号:604648),其临床信息如下表所示。
表1
(b)方法
取该肝癌患者的原发性肝癌组织,接种于免疫缺陷小鼠,并取成瘤组织反复进行接种和传代,最终获得稳定传代的细胞系。具体包括以下过程:
无痛苦处死荷瘤NOD/SCID小鼠,无菌法提取皮下肿瘤。将肿瘤置于装有预冷的PBS培养皿中,充分清理掉肿瘤包膜和肿瘤的坏死部分,使用眼科剪将肿瘤组织剪成约5×5×5mm大小的小块,加入小量肝细胞培养液通过半干法培养。肝细胞培养液成分包括william’s E培养基,添加10%胎牛血清、100IU/ml青霉素和100μg/ml链霉素。新种入的组织块24小时后换液,细胞培养过程中隔日换液。半干法培养48小时后即可在组织块周围观察到有细胞长出,72小时后观察到有类似上皮形态的多边形细胞爬出。通过挑克隆法扩增上皮细胞克隆,并采用多次差速贴壁法去除培养皿中的成纤维细胞。原代细胞传代至第9代时即获得大量形态均一的上皮样细胞,命名为HCC-LY10。
细胞系HCC-LY10的成瘤生长曲线如图1所示。结果表明,该细胞系具有很好的成瘤性。
目前HCC-LY10细胞已经传代至第56代,细胞生长稳定,状态良好,正在继续传代培养中(图2)。
获得的该株人肝细胞肝癌细胞系HCC-LY10于2010年9月27日保藏在中国典型培养物保藏中心(CCTCC)(武汉,中国),保藏号为CCTCC NO:C2010100。
实施例2
人肝癌细胞系HCC-LY10的生物学特性
在本实施例中,用常规方法对保藏号为CCTCC NO:C2010100的纯种人肝癌细胞系HCC-LY10进行生物学特性的检测。结果如下:
2.1细胞形态:
倒置相差显微镜下观察HCC-LY10肝癌细胞可以发现,细胞为多边形或圆形,形态均一,可见多核巨细胞存在,细胞增殖速度较快,每隔48小时即可传代(图3)。
2.2酶/绿色荧光蛋白双标记
HCC-LY10细胞系的luciferase/GFP双标记结果如图4(右图)所示,表明细胞全部被绿色荧光蛋白(GFP)标记。
2.3核型分析
通过在细胞培养液中添加秋水仙素(终浓度为0.04μg/ml),获得大量HCC-LY10细胞中期分裂相,使用低渗液低张处理细胞,冰醋酸及甲醇固定后,用Giemsa染色,油镜下观察分散的染色体
结果如图5所示,表明HCC-LY10细胞系的多数细胞为异倍体细胞(图示细胞有59对染色体)。
2.4HCC-LY10细胞免疫细胞化学法分析
将HCC-LY10肝癌细胞分别种植在细胞芯片上,通过免疫细胞化学法分析肝细胞相关蛋白的表达情况。所使用的抗体及稀释度如下表2所示。
表2
抗体 | 公司 | 批号 | 稀释情况 |
AFP | Beckman | IM1595 | 不稀释 |
Albumin | DAKO | A0001 | 1∶100 |
CK-18 | Santa Cruz | SC-8020 | 1∶20 |
CK-19 | Santa Cruz | SC-6278 | 1∶25 |
Hap Par1 | DAKO | M7158 | 1∶10 |
Fibroblast | DAKO | M0877 | 1∶25 |
E-Cadherin | Santa Cruz | SC-7870 | 1∶25 |
β-Catenin | CST | #9562 | 1∶10 |
N-Cadherin | Santa Cruz | SC-7939 | 1∶25 |
Vimentin | DAKO | M0725 | 1∶25 |
ABCB1 | Chemicon | MAB4336 | 1∶25 |
ABCB4 | Santa Cruz | SC-13131 | 1∶10 |
ABCG2 | Abcam | mab4155 | 1∶25 |
ABCC1 | Chemicon | MAB4100 | 1∶25 |
ABCC2 | Santa Cruz | SC-5770 | 1∶25 |
ABCC3 | Santa Cruz | SC-59612 | 1∶10 |
Glypican-3 | BioMosaics | B0025 | 1∶25 |
Oct4 | Santa Cruz | SC-5279 | 1∶10 |
Notch1 | Beckman | 552466 | 1∶25 |
CD133 | Santa Cruz | SC-19365 | 1∶25 |
CD90 | BD | 555593 | 1∶10 |
DLK1 | Abcam | ab21682 | 1∶25 |
结果如图6所示。HCC-LY10细胞高表达肝细胞标志物Albumin、CK19、HapPar1、Glypican-3蛋白和上皮细胞标志物E-Cadherin蛋白,并有胆管细胞标志物CK18蛋白表达,这与其来源肝肿瘤组织表达情况一致。
另外HCC-LY10肝癌细胞同样表达间质细胞标志物Fibroblast、N-Cadherin和Vimentin蛋白,及耐药相关ABC基因家族ABCB1、ABCB4、ABCG2、ABCC1、ABCC2和ABCC3蛋白,提示该细胞具有较强的侵袭性和耐药性。
同时,还检测了肝癌干细胞相关蛋白在HCC-LY10细胞的表达情况,发现Oct4、Notch1、CD90、DLK1蛋白在HCC-LY10细胞都有表达。
2.5流式细胞术分析
(a)HCC-LY10细胞肝癌干细胞标志物的表达
肿瘤干细胞(CSCs)是一小群存在于肿瘤细胞系或肿瘤组织中为数不多,但由于其低分化、高耐药性、高抗放疗特性,造成肿瘤放化疗效果差、易于转移及复发的特殊肿瘤细胞。根据文献报导,CD133、CD90、CD44和EpCAM/CD326都能作为肝癌肿瘤干细胞的标志物。因此,本实施例中还通过流式细胞术分析了HCC-LY10肝癌细胞相关肿瘤干细胞标志物和CD24、CD45蛋白的表达情况,结果如图8和下表3所示。
结果如下表3和图6所示。
表3
值得注意的是,该HCC-LY10细胞中有部分细胞表达EpCAM蛋白(一种肝癌干细胞标志物)。
(b)侧群细胞的检测
过去有研究证实,肿瘤中的侧群细胞(Side Population,SP细胞)具有较强的成瘤能力和耐药性,因此通过Hoechst 33342荧光素染色、流式细胞仪检测法,检测了HCC-LY10细胞中SP细胞是否存在
结果如图8所示,表明HCC-LY10细胞中不存在SP细胞群。
2.6克隆形成实验
分别提取了HCC-LY10细胞中EpCAM+/-细胞群,将一定数量的细胞种入6孔板,连续培养2周,观察其平板克隆形成情况。
结果显示HCC-LY10细胞中EpCAM+/-细胞群,阳性与阴性细胞之间的平板克隆生长能力并无显著区别(图9)。
2.7HCC-LY10细胞Western Blot检测
本实施例中还对HCC-LY10分选获得的EpCAM+和EpCAM-进行了WesternBlot检测。结果如图10所示。
结果表明:EpCAM+细胞中EpCAM-细胞中均不表达CD 133蛋白;但DNMT1、p27在EpCAM-细胞中略高于EpCAM+细胞;Erk1/2在EpCAM+和EpCAM-细胞中均高表达,而且在EpCAM+和EpCAM-细胞中无明显差异。。
实施例3
用人肝癌细胞系建立肝癌的动物模型
取实施例1中获得的人肝癌细胞系HCC-LY10(保藏号:CCTCC C2010100),经消化液(0.25%胰酶,0.02%EDTA,pH7.3)消化后,收集并计数,以1×106或1×107细胞/只小鼠数量在小鼠右侧胸壁皮下接种在20只4-6周龄的Balb/c系裸小鼠。
接种后14-60天之间,20只小鼠全部陆续出现肿瘤。用实施例2相同的方法进行病理学检测,证实在动物模型上诱发了肝细胞肝癌。
实施例4
筛选药物
将实施例3中制备的模型动物,随机分成三组。采用双盲法,对各组别的动物,分别通过静脉注射以下三组测试物质中的一种,即(a)已知的具有抑制肝癌细胞生长作用的阳性化合物硫酸长春新碱,(b)已知无抑制作用的阴性化合物PBS;以及(c)空白对照(仅含注射溶剂),并观察成瘤结果。
虽然给药时并不知道给予何种物质,但成瘤结果与所给予的测试物的抑瘤性是相符的,即肿瘤平均大小为:空白对照(无成瘤)<阳性化合物(硫酸长春新碱)<阴性化合物。这表明,用本发明细胞系制备的肝癌模型动物可用于筛选治疗肝癌的候选药物。
菌种保藏
本发明的人肝细胞癌细胞系HCC-LY10,于2010年9月27日保藏在中国典型培养物保藏中心(CCTCC)(武汉,中国),保藏号为CCTCC NO:C2010100。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种人肝癌细胞,其特征在于,所述肝癌细胞是人肝细胞肝癌细胞HCC-LY10,它保藏在中国典型培养物保藏中心,保藏号为CCTCC NO:C2010100。
2.如权利要求1所述的人肝癌细胞的子代细胞,其特征在于,所述子代细胞能够导致裸鼠形成肝癌。
3.如权利要求1所述的人肝癌细胞或权利要求2所述的子代细胞,其特征在于,所述细胞具有以下特性:
(a)20-35%细胞表达干细胞标志物EpCAM;
(b)具有免疫缺陷小鼠肝原位和皮下成瘤能力。
4.如权利要求1所述的人肝癌细胞或其子代细胞,其特征在于,所述细胞不表达CD133、CD90和CD45。
5.如权利要求4所述人肝癌细胞或其子代细胞,其特征在于,所述的细胞表达间质细胞标志物Fibroblast、N-Cadherin和Vimentin蛋白。
6.如权利要求1所述的人肝癌细胞或其子代细胞,其特征在于,所述的细胞表达耐药相关ABC基因家族ABCB1、ABCB4、ABCG2、ABCC1、ABCC2和ABCC3蛋白。
7.一种体外培养肝癌细胞的方法,其特征在于,包括步骤:在适合培养的培养基中,培养权利要求1所述的人肝癌细胞或其子代细胞。
8.一种筛选治疗肝癌的候选药物的方法,其特征在于,它包括步骤:
(a)测试组中,在人肝癌细胞HCC-LY10的培养体系中添加测试化合物,并观察肝癌细胞HCC-LY10的数量和/或生长情况;在对照组中,在人肝癌细胞HCC-LY10的培养体系中不添加测试化合物,并观察肝癌细胞HCC-LY10的数量和/或生长情况;
其中,如果测试组中肝癌细胞HCC-LY10的数量或生长速度小于对照组,则提示该测试化合物对肝癌细胞的生长或增殖有抑制作用;
且所述HCC-LY1保藏在中国典型培养物保藏中心,保藏号为CCTCC NO:C2010100。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述的小于为存在显著性差别。
10.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述的小于表示测试组与对照组的数量之比或生长速度之比≤0.5。
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