腫瘤研究中體外細(xì)胞轉(zhuǎn)化應(yīng)用綜述(2)

1、腫瘤研究中體外細(xì)胞轉(zhuǎn)化應(yīng)用綜述(2)2 細(xì)胞轉(zhuǎn)化的應(yīng)用2.1 檢測物質(zhì)的致癌潛力細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗具有檢測各種類型致癌物的潛力，包括基因毒性和非基因毒性致癌物。然而，目前用于評估的數(shù)據(jù)存在著致癌物和非致癌物數(shù)量不均衡問題，需增加非致癌物檢測數(shù)據(jù)，以提高特異性值可靠性。另外，還需增加數(shù)據(jù)庫中被檢測化學(xué)物的數(shù)量，以使評估數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗方法最初建立的目的是從人類接觸的環(huán)境致癌物中篩選出可能具有致癌活性的物質(zhì)14,早期的方法僅能用于啟動劑的檢測，主要為基因毒性致癌物；后來發(fā)展起來的兩階段轉(zhuǎn)化方法使其還可以用于促癌劑的篩選，及藥物對細(xì)胞的作用等方面。細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗的終點與體內(nèi)腫瘤的形成十分接近，因而

2、它是用來測試化學(xué)致突變物和致癌物的重要實驗方法。2.2 檢測致癌因子間的相互作用細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗也可被應(yīng)用到多種致癌因子間相互作用檢測。檢測發(fā)現(xiàn)某些不具有致癌性，有時甚至可能具防癌作用的物質(zhì)，在與致癌物相互作用時反而具協(xié)同促癌作用。Perocco15等在檢測十字花科蔬菜中水田芥甙對苯并a芘（BaP）促轉(zhuǎn)化作用影響時發(fā)現(xiàn)，具防癌作用的水田芥甙單獨作用時并不具促轉(zhuǎn)化作用，但與BaP共同作用時卻能使BaP的致癌活性增加約7 倍。具相同作用的還有β-胡蘿卜素，可顯著加強(qiáng)由BaP和香煙冷凝物引起的細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化16.王李偉17等利用Balb/c 細(xì)胞轉(zhuǎn)化方法發(fā)現(xiàn)三羥異黃酮也具加強(qiáng)BaP引起的細(xì)胞轉(zhuǎn)化

3、作用。這種協(xié)同作用均發(fā)生在營養(yǎng)物質(zhì)與BaP聯(lián)合作用上，具體機(jī)制可能與細(xì)胞色素氧化酶系激活有關(guān)，該酶系是BaP代謝為終致癌物的關(guān)鍵。而已經(jīng)是終致癌物的MCA 對Balb/c-3T3 細(xì)胞的轉(zhuǎn)化作用則不受β-胡蘿卜素的影響。2.3 篩選抑癌物細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗亦逐漸被用于抑癌物的篩選。Tsuchiya18等在促癌階段應(yīng)用抗壞血酸及其衍生物，觀察它們的抑癌作用。結(jié)果表明，抗壞血酸及其衍生物可以顯著抑制TPA、二癸酸佛波酯和腫瘤壞死因子對細(xì)胞轉(zhuǎn)化的促進(jìn)作用。而β-胡蘿卜素對苯并a芘及香煙氣冷凝物的協(xié)同促轉(zhuǎn)化作用則可被維生素E和α-萘黃酮所抑制19.Tsujino20等采用Ba

4、lb/c-3T3細(xì)胞研究新型人工合成無環(huán)視黃醇NIK/333的抗癌作用，發(fā)現(xiàn)其與全反式維甲酸有相似的抑制作用，并發(fā)現(xiàn)Balb/c-3T3細(xì)胞具有類維生素A 受體，可提高細(xì)胞間隙連接通訊水平。解瑞寧21等則利用Balb/c -3T3 細(xì)胞發(fā)現(xiàn)番茄紅素可以阻止苯并（a）芘誘導(dǎo)的細(xì)胞轉(zhuǎn)化作用，且維生素E 的存在能增強(qiáng)番茄紅素的抗轉(zhuǎn)化作用。Nishikawa22等首次報導(dǎo)了增補(bǔ)鉑納米顆粒的電解還原水可以在促癌階段抑制細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化，從而發(fā)現(xiàn)一種新的具有抗癌功能的抗氧化劑。綜上所述，細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗是檢測物質(zhì)致癌活性的重要方法。最近的研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗還可用于研究癌癥中microRNA表達(dá)使耐藥性產(chǎn)生的機(jī)

5、制23.細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗在基礎(chǔ)研究中發(fā)揮了重要作用。3 細(xì)胞轉(zhuǎn)化的影響因素致癌因子的范圍很廣，化學(xué)因子包括多環(huán)芳烴、烷化劑、金屬化合物及芳香胺類等物質(zhì)，物理因子包括輻射，生物因子有病毒等。致癌物作用后能否引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化率高低和潛伏期的長短等還要受其它內(nèi)、外因素的影響。3.1 細(xì)胞系的選擇細(xì)胞在體外生長過程中，其生物學(xué)特性要穩(wěn)定，細(xì)胞對致癌因子的作用反應(yīng)要敏感；細(xì)胞本身自發(fā)轉(zhuǎn)化率要低；對外界影響細(xì)胞轉(zhuǎn)化的因素要明確；應(yīng)是正常細(xì)胞。目前國內(nèi)外常用于體外細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗的細(xì)胞系主要有三種：（1）金黃地鼠胚胎細(xì)胞（GHE）、腎細(xì)胞或乳鼠肺細(xì)胞等；（2）小鼠胚細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、前列腺細(xì)胞等；（3）大鼠胚胎細(xì)

6、胞、肺成纖維細(xì)胞、氣管上皮細(xì)胞、肝上皮細(xì)胞等。靶細(xì)胞還可以分為原代培養(yǎng)細(xì)胞和傳代培養(yǎng)細(xì)胞。原代培養(yǎng)細(xì)胞的代表是敘利亞地鼠的胚胎成纖維細(xì)胞（SHE）。該細(xì)胞容易制備和培養(yǎng)，自發(fā)轉(zhuǎn)化率較低，轉(zhuǎn)化后容易識別并能以定量的方式獲得數(shù)字結(jié)果。此外，它的測試周期較短，具有代謝多種化學(xué)致癌物，使其成為終末致癌物的能力，比較適于檢測環(huán)境中的各種可疑致癌物。但亦有研究表明，該系統(tǒng)對環(huán)境中的易變因素過于敏感，如容易受到小牛血清的不同來源和特定胚胎細(xì)胞池的影響24,25;另外，它的細(xì)胞群是異質(zhì)的，在無飼細(xì)胞層的條件下，克隆形成率較低。傳代細(xì)胞系是原代培養(yǎng)細(xì)胞經(jīng)首次傳代成功后獲得的細(xì)胞系，也可細(xì)分為有限細(xì)胞系和連續(xù)細(xì)胞

7、系26.常用的Balb/c-3T3、 C3H10T1/2 和BHK-21均為連續(xù)細(xì)胞系。傳代細(xì)胞系較原代培養(yǎng)細(xì)胞系具有細(xì)胞群落穩(wěn)定性高，試驗重復(fù)性良好，劑量反應(yīng)關(guān)系明顯等特點27,常用于實驗研究。由于人類癌癥約70% 來自上皮細(xì)胞，因此以上皮細(xì)胞作為靶細(xì)胞更具備實際意義。但上皮細(xì)胞建系困難，而且轉(zhuǎn)化細(xì)胞的判定標(biāo)準(zhǔn)不如成纖維細(xì)胞那樣明確，因此對于轉(zhuǎn)化實驗體系的優(yōu)化尤為迫切3.2 其它影響因素。細(xì)胞轉(zhuǎn)化還要受其它因素的制約：（1）受細(xì)胞來源的影響。與供體的種屬有關(guān)，小鼠、金黃地鼠胚胎細(xì)胞對化學(xué)致癌物致癌作用很敏感，而人的成纖維細(xì)胞則不敏感29;（2）與細(xì)胞性質(zhì)相關(guān)。細(xì)胞分化程度與轉(zhuǎn)化潛伏期長短呈負(fù)

8、相關(guān)，如妊娠12天的鼠胚細(xì)胞和20個月月齡金黃地鼠皮膚成纖維細(xì)胞誘發(fā)轉(zhuǎn)化的潛伏期分別為20.3和10.8 個細(xì)胞群體倍增時間（TD）。間質(zhì)細(xì)胞較上皮細(xì)胞敏感，后者細(xì)胞轉(zhuǎn)化率低，潛伏期長30,31,可長達(dá)4 個月或更長；（3）受培養(yǎng)條件變化的影響。培養(yǎng)基內(nèi)血清濃度降低，則細(xì)胞轉(zhuǎn)化率降低。在有滋養(yǎng)層細(xì)胞存在時，細(xì)胞轉(zhuǎn)化率提高。培養(yǎng)溫度降低（如由37 降到32）、加入兩性霉素和長期缺氧則可使己轉(zhuǎn)化的細(xì)胞失去轉(zhuǎn)化細(xì)胞的生物學(xué)性質(zhì)32;（4）與化合物對細(xì)胞作用的方式相關(guān)。多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔锖芸炫c靶細(xì)胞DNA 、RNA 和蛋白質(zhì)結(jié)合，特別是與細(xì)胞核DNA 的結(jié)合33.DNA鏈結(jié)構(gòu)受損，引起細(xì)胞遺傳信息改

9、變，細(xì)胞首先發(fā)生突變，進(jìn)一步染色體畸變和新型核組出現(xiàn)。在致癌物作用下，在前510 代細(xì)胞可發(fā)生突變，傳代至50150個TD后能在軟瓊脂培養(yǎng)基中生長、增殖，形成細(xì)胞集落的轉(zhuǎn)化細(xì)胞在動物接種后可達(dá)100%惡性腫瘤形成率。胞漿內(nèi)RNA、蛋白質(zhì)等的改變在細(xì)胞轉(zhuǎn)化方面不起關(guān)鍵作用。如用3H-TdR和氖一尿嘧啶核苷（3H-U）分別摻入到胞核DNA和胞漿RNA 、蛋白質(zhì)內(nèi)，只有3H-TdR才能引起細(xì)胞突變和轉(zhuǎn)化34.4 結(jié)語細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗作為篩選致癌物一種有效方法已被廣泛地應(yīng)用，然而構(gòu)建更加穩(wěn)定敏感的細(xì)胞系，客觀和精準(zhǔn)的檢測指標(biāo)和檢測手段仍需進(jìn)一步研究。人體細(xì)胞是最為理想的轉(zhuǎn)化實驗靶細(xì)胞，然人體細(xì)胞化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)

10、化最終形成癌細(xì)胞是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程，無法用常規(guī)方法篩選。因此在這方面進(jìn)行更深入地研究將有助于學(xué)者發(fā)現(xiàn)未知的潛在致癌因子，進(jìn)一步探知癌癥的致病機(jī)理，為藥物毒性的檢測提供一個強(qiáng)有力的手段。隨著分子生物學(xué)與生物化學(xué)、遺傳學(xué)及免疫學(xué)等學(xué)科的交叉發(fā)展，細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗將在研究腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、防止及治療等方面發(fā)揮重要作用。參考文獻(xiàn)1 Siegel R L, Miller K D, Jemal A. Cancer statistics, 2015J. CA: ACancer Journal for Clinicians, 2015, 65（1）： 5-29.2 唐石伏， 王慶， 龐雅琴， 等。 化學(xué)致癌物誘導(dǎo)人胚腎上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化模型的構(gòu)建J. 環(huán)境與健康雜志， 2010, 27: 399-403.3 Berwal