间充质干细胞对妇科恶性肿瘤生物学行为的影响

郑丽红 胡晓丽 陈一杰 朱雪琼

间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）是成人非造血干细胞，广泛存在于各种器官和组织的基质中，具有高度的增殖、自我更新和多向分化的能力[1]。MSC 可以从各种组织中获得，如羊水、骨髓、脂肪组织、脐带等[2-4]。迄今为止，学者们发现MSC 对多种类型的实体瘤具有趋化性，可作为靶向治疗的良好载体。近年研究表明，MSC 可作为载体细胞携带肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体、白细胞介素21、干扰素β 等因子靶向治疗肿瘤[5-7]。但目前国内外关于MSC 对肿瘤细胞生物学行为的影响报道不一。本文就MSC 对妇科恶性肿瘤生物学行为的影响作一综述。

1 MSC 对妇科恶性肿瘤细胞增殖的影响

1.1 MSC 对卵巢癌细胞增殖的影响 杨园园等[8]研究发现，绿色荧光蛋白标记的人脐带来源MSC（60%）与红色荧光蛋白mCherry 标记的卵巢癌细胞OVCAR-3、SKOV-3（40%）共培养，第3、5、7 天分别在荧光显微镜下计数红色和绿色荧光，发现红色荧光标记的肿瘤比例分别为36.1%、38.1%和73.3%，呈逐渐上升趋势，说明人脐带MSC 促进卵巢癌细胞的增殖。然而，更多研究表明脐带MSC 能够抑制卵巢癌细胞的增殖。向江东等[9]用人脐带MSC 培养基上清液培养SKOV-3 细胞24、48 和72h，对照组用普通培养基，发现SKOV-3 细胞增殖活力随条件培养基作用时间增加而显著下降，抑制率分别为17.08%、35.36%和46.83%。提示人脐带MSC 抑制卵巢癌细胞的增殖。Gauthaman 等[10]用含50%、70%和100%的人脐带MSC 培养基上清液培养卵巢癌细胞系TOV-112D，对照组用普通培养基培养，72h 后采用3-（4，5-二甲基噻唑-2）-2，5-二苯基四氮唑溴盐（MTT）检测，结果显示细胞生长抑制率分别为2.05%、3.44%和8.67%，100%的脐带MSC 培养基上清液能够显著抑制TOV-112D 细胞生长；将蛋白含量为5、10 和15μg/ml 的脐带MSC 细胞裂解液加入卵巢癌细胞TOV-112D 中，与对照组（0μg/ml 组）相比，发现3 者的细胞生长抑制率分别是36.84%、56.84%和60.0%，3 个不同浓度的脐带MSC 细胞裂解液均显著抑制卵巢癌细胞的生长。通过5-溴脱氧尿嘧啶核苷发现，50%的MSC 培养基上清液和蛋白含量为15μg/ml 的MSC 细胞裂解液对肿瘤细胞生长抑制达8.33%和34.33%，前者与普通培养基组相比差异无统计学意义，而后者差异有统计学意义。因此，100%的脐带MSC 培养基上清液和MSC 细胞裂解液均可抑制卵巢癌细胞的增殖，且脐带MSC 细胞裂解液对卵巢癌细胞增殖的抑制更明显。

研究发现，子宫内膜MSC 与骨髓MSC 对卵巢癌细胞的增殖也有抑制作用[11-12]。Bu 等[11]用人子宫内膜MSC培养基上清液处理卵巢癌细胞SKOV-3、HO-8910，发现随着MSC 培养基浓度（0%、50%、100%）的增加，细胞增殖力逐渐下降，并呈现浓度依赖；将SKOV-3 和人子宫内膜MSC 混合后注射到裸鼠皮下，以单独注射卵巢癌细胞作为对照组。在注射后的第14、28 天，测量肿瘤体积发现混合注射组的肿瘤体积明显小于对照组，第28 天称瘤重发现，混合注射组的肿瘤重量明显小于对照组。故推测人子宫内膜MSC 在体内和体外均能抑制卵巢癌细胞的增殖。Zhu 等[12]取30 只6 周龄的裸鼠，皮下注射2×106SKOV-3，其中的28 只在10d 左右形成直径为5～6mm 的肿瘤，将其分为两组后，通过尾静脉注射1×107/ml 骨髓MSC 或磷酸盐缓冲液到荷瘤裸鼠体内，在第4、7、10、14 天测量肿瘤大小发现注射MSC 组较单纯注射PBS 组，其肿瘤生长率减慢，提示骨髓MSC 抑制卵巢癌细胞增殖。

而现有研究表明，脂肪MSC 能够促进卵巢癌细胞的增殖。Chu 等[13]将卵巢癌细胞SKOV3、CAOV3、A2780及ES2 与人脂肪MSC 按5∶1 的比例直接共培养（将卵巢癌细胞和MSC 混合培养）或间接共培养（transwell 小室的上室铺肿瘤细胞，下室铺MSC）4d，结果显示脂肪MSC 和卵巢癌细胞直接共培养组的肿瘤细胞数是卵巢癌细胞单纯培养组的2 倍，而间接共培养组是卵巢癌细胞单独培养组的5 倍。另外通过荧光染料羟基荧光素二醋酸盐琥珀酰亚胺脂的流式结果显示，间接共培养组的增殖指数较单独培养组增加3～8 倍，说明人脂肪MSC在体外促进卵巢癌细胞增殖。Salimian 等[14]发现人大网膜脂肪MSC 与卵巢癌细胞OVCAR429 直接或间接共培养5d 后，卵巢癌细胞的增殖力较卵巢癌细胞单独培养组明显增加，可见MSC 促进卵巢癌细胞的增殖。研究表明精氨酸可促进卵巢癌细胞的增殖，在卵巢癌细胞和MSC 间接共培养组，通过超高效液相色谱可检测到肿瘤细胞分泌大量精氨酸，肿瘤细胞单独培养组无精氨酸的分泌，提示脂肪MSC 促进卵巢癌细胞的增殖可能与精氨酸相关。

1.2 MSC 对宫颈癌细胞增殖的影响 林琳等[15]将人脐带MSC 与宫颈癌细胞Hela 在体外共培养48h 后，发现共培养组细胞增殖力[光密度（OD）450值：1.191±0.058）]与Hela 细胞单独培养组（OD450值：1.172±0.069）比较差异无统计学意义。此外，将人脐带MSC（1×105）与Hela 细胞（1×106）按1∶10 混合后接种于裸鼠皮下，接种18d 后的肿瘤体积[（1.46±0.1）mm3]和重量[（1.80±0.12）g] 均显著高于单纯接种Hela 细胞组的体积[（0.85±0.043）mm3]和重量[（1.10±0.05）g]，提示人脐带MSC 对体外Hela 细胞的增殖虽然没有影响，但是可以促进Hela 在体内的生长。

然而，有学者却发现人脐带MSC 在体外可以抑制宫颈癌细胞的增殖。刘华等[16]将人脐带MSC 或其MSC培养基上清液与宫颈癌细胞Hela 共培养，对照组为普通培养基培养的Hela 细胞，发现随着MSC 比例（1/9、1/5、1/3、1/2、2/3、3/4）或MSC 培养基浓度（5%、10%、20%、40%、60%）的增加，Hela 细胞增殖力逐渐下降，并呈浓度依赖。进一步通过集落形成实验结果显示，MSC 条件培养液可抑制Hela 细胞集落形成能力。认为MSC 在体外可以抑制Hela 细胞增殖。刘世凯等[17]研究也得到类似的结果。

1.3 MSC 对子宫内膜癌细胞增殖的影响 Salimian等[14]发现人大网膜脂肪MSC 与子宫内膜癌细胞HEC-1-A 共培养5d 后，其子宫内膜癌细胞的增殖力较子宫内膜癌细胞单独培养组明显增加，可见脂肪MSC 促进子宫内膜癌细胞的增殖。研究表明精氨酸可促进子宫内膜癌细胞的增殖，子宫内膜癌细胞和MSC 间接共培养时，肿瘤细胞分泌大量精氨酸，肿瘤细胞单独培养组无精氨酸的分泌，提示脂肪MSC 促进子宫内膜癌细胞的增殖可能与精氨酸相关。

2 MSC 对妇科恶性肿瘤细胞凋亡的影响

2.1 MSC 对卵巢癌细胞凋亡的影响 有学者发现脐带MSC 在体外可以促进卵巢癌细胞的凋亡。向江东等[9]用人脐带MSC 培养基上清液培养SKOV-3 细胞24、48 和72h，对照组用普通培养基，发现SKOV-3 细胞随条件培养基作用时间的增加凋亡细胞逐渐增多。提示脐带MSC 促进卵巢癌的凋亡。Gauthaman 等[10]将50%的脐带MSC 培养基上清液和蛋白含量为15μg/ml 的MSC 细胞裂解液加入到卵巢癌细胞TOV-112D 中，其凋亡率较对照组（普通培养基）明显增加，分别为4.06%和14.18%，说明脐带MSC 培养基上清液和细胞裂解液均能促进卵巢癌细胞凋亡。

然而Castells 等[18]研究却发现骨髓MSC 可抑制卵巢癌细胞凋亡。OVCAR-3 在卡铂作用48h 后，凋亡率为（57±5）%，而骨髓MSC 处理过的OVCAR-3 显著抑制卡铂诱导的凋亡，凋亡率降为（45.5±6.0）%，提示骨髓MSC 可抑制卵巢癌细胞凋亡。

2.2 MSC 对宫颈癌细胞凋亡的影响 刘华等[16]将人脐带MSC 或其条件培养基与宫颈癌细胞Hela 共培养，通过RT-PCR 法检测MSC 对Hela 细胞凋亡相关基因表达的影响。结果显示，MSC 条件培养基上调Hela 细胞促凋亡分子p53、Bcl-2-相关X 蛋白及半胱氨酸蛋白酶-3基因表达，下调凋亡抑制因子B 细胞淋巴瘤-2 及存活素表达，提示脐带MSC 可以促进宫颈癌细胞的凋亡。

3 MSC 对妇科恶性肿瘤细胞侵袭与转移的影响

3.1 MSC 对卵巢癌细胞侵袭与转移的影响 Gauthaman等[10]用50%的脐带MSC 培养基上清液和蛋白含量为15μg/ml 的MSC 细胞裂解液处理卵巢癌细胞TOV-112D 后，发现肿瘤细胞的迁移率分别下降26.08%和38.93%，提示脐带MSC 培养基上清液和细胞裂解液可明显抑制卵巢癌细胞的迁移。

然而，研究表明其他来源MSC 却能够促进卵巢癌细胞的侵袭和迁移。Lis 等[19]将骨髓MSC 分别与卵巢癌细胞OVCAR3 和SKOV3 共培养，发现这两种卵巢癌细胞共培养组的迁移能力较普通培养组分别提高了2 和

2.5 倍，同时transwell 试验显示，这两种细胞的侵袭力相应增加了2.5 和1.5 倍，提示骨髓MSC 促进卵巢癌细胞的侵袭和转移。Touboul 等[20]也发现骨髓MSC 和卵巢癌细胞共培养后促进了卵巢癌细胞的侵袭和迁移。Chu 等[13]将人脂肪MSC 分别与上皮性卵巢癌细胞系SKOV3、A2780、CAOV3 和ES2 直接或间接共培养4d，发现间接共培养组的肿瘤侵袭力相对于单纯培养卵巢癌的对照组分别提高了5.04、8.11、2.10 和3.36 倍，直接共培养组较对照组增加了5.66、4.50、3.59 和4.33 倍，说明脂肪MSC 和卵巢癌细胞直接共培养或间接共培养均能促进上皮性卵巢癌细胞的侵袭能力。So 等[21]将人羊膜MSC、人蜕膜MSC 与卵巢癌细胞IGROV-1、SKOV-3共培养，通过细胞因子芯片发现共培养组的培养基中白细胞介素6（IL-6）的分泌增加。进一步用IL-6 处理肿瘤细胞，发现处理组细胞的迁移和侵袭能力明显增加，同时发现处理组中基质金属蛋白酶（MMP）-2、MMP-9的表达较未处理组明显增加，转录因子Snail 表达增加、而上皮钙黏蛋白E-cadherin 表达下降，通过划痕实验和侵袭实验发现，细胞的迁移和侵袭能力明显增加，提示羊膜和蜕膜MSC 通过IL-6 促进卵巢癌细胞的上皮间质转化，从而促进其侵袭和转移。

3.2 MSC 对子宫内膜癌细胞侵袭与转移的影响 So等[21]发现羊膜和蜕膜MSC 可以通过IL-6 促进子宫内膜癌细胞Ishikawa 的上皮间质转化，从而促进其侵袭和转移。

4 小结

综上所述，不同来源的MSC 对妇科恶性肿瘤生物学行为的影响结果不一。脐带来源MSC 抑制卵巢癌细胞和宫颈癌细胞的增殖，促进卵巢癌细胞和宫颈癌细胞的凋亡，并抑制卵巢癌细胞的侵袭和迁移；子宫内膜来源MSC 也抑制卵巢癌细胞的增殖。然而，羊膜和蜕膜来源MSC 却促进卵巢癌和子宫内膜癌的侵袭和迁移；脂肪来源MSC 促进卵巢癌细胞和子宫内膜癌细胞的增殖，抑制卵巢癌细胞的凋亡。骨髓来源MSC 对卵巢癌细胞增殖和凋亡的影响尚待进一步研究明确。以上研究均为MSC作为靶向载体治疗妇科恶性肿瘤提供了新思路。