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目的和意义原发性肝癌,简称肝癌,是第三位导致癌症相关死亡的疾病。射频消融术是临床上最常用的治疗肝癌的重要手段之一。由于射频消融术本身的限制导致一次性毁损体积有限,造成较大肝癌治疗后病灶毁损不全,称之为残癌,是肝癌复发的最常见原因。减少射频术后残癌是提高肝癌射频消融疗效的关键所在。对于已经发生的残癌,促进凋亡从而增强射频消融间接损伤效应是减少残癌发生和提高射频消融疗效的重要手段。残癌细胞与原始肝癌细胞的主要区别是残癌细胞经历了热休克过程。分泌型人肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体三聚体(stTRAIL)选择性诱导肿瘤细胞凋亡,而对正常组织没有影响,且对轻度高热处理的肿瘤细胞作用更明显,这提示了stTRAIL基因的潜在的选择性肿瘤杀伤活性,并引起了对可能成为新的肿瘤治疗方法的大量关注,而射频消融过渡区正是残癌发生的重要区域,其温度范围为60-42℃。骨髓间充质干细胞(BM-MSC)作为基因载体具有较强的抗肿瘤靶向性、有效性和安全性。因此,本研究充分利用RFA过渡区轻度高温的特点,结合轻度高温提高stTRAIL基因促肿瘤细胞凋亡的特性及BM-MSC抗肿瘤的靶向性、有效性等特点,拟通过体内外实验研究stTRAIL-MSC促进热休克肝癌细胞凋亡,为减少肝癌射频消融术残癌率、提高其疗效提供新思路、新方法。材料与方法大鼠BM-MSC细胞分离并培养,利用流式细胞仪和成脂成骨分化实验鉴定BM-MSC细胞。然后转染编码stTRAIL基因的慢病毒,构建stTRAIL-MSC细胞(T-MSC细胞)和对照组Vector-MSC细胞(V-MSC细胞)。肝癌细胞经过43℃热处理45分钟模拟残癌细胞。T-MSC细胞和V-MSC细胞与热休克肝癌细胞Transwell共培养或条件培养。体外细胞和裸鼠实验检测T-MSC细胞的迁移能力。电子显微镜、流式细胞仪检测共培养或者条件培养后的热休克肝癌细胞的凋亡。RT-PCR、Western blot法检测Caspase-3表达。利用共培养技术和SD大鼠分别检测T-MSC细胞恶性转化和肝脏毒性,检测其安全性。结果(1) BM-MSC细胞阳性表达CD29和CD90,CD45表达阴性。(2)成脂肪和成骨试验阳性。(3)荧光显微镜和激光共聚焦显微镜检测到T-MSC细胞绿色荧光蛋白的表达。(4) stTRAIL蛋白表达随时间延长而降低,但是至少可以持续21天。(5) T-MSC细胞stTRAIL mRNA表达明显高于V-MSC。(6) T-MSC和热休克肝癌细胞组能检测到凋亡小体的形成。(7) T-MSC和热休克肝癌细胞组凋亡率较对照组高。(8)热休克肝癌细胞未出现凋亡相关的大体形态改变。(9)热休克肝癌细胞表达DR4和DR5mRNA,不表达DcR1和DcR2mRNA。(10) Caspase-3的mRNA和蛋白表达水平均升高。(11) T-MSC细胞聚集到肿瘤组织。(12)热休克肝癌细胞共培养的T-MSC细胞迁移率高于对照组。(13)热休克肝癌细胞比未热休克肝癌细胞表达更多的SDF-1α蛋白。(14) T-MSC和V-MSC细胞组大鼠的ALT和AST的水平均在正常范围,(ALT:P=0.716,i.v.组,P=0.854,s.c.组;AST:P=0.939,i.v.组,P=0.143,s.c.组)。(15)肝脏切片HE染色未发现炎症细胞浸润。(16) T-MSC细胞和V-MSC细胞i.v.组和s.c.组大鼠的体质量均未受明显影响。(P=0.860,i.v.组和P=0.180,s.c.组)。结论(1)成功分离培养BM-MSC细胞。(2)成功构建stTRAIL基因慢病毒载体及对照慢病毒载体,并带有GFP启动子。(3)成功构建stTRAIL-MSC细胞,且遗传修饰的BM-MSC细胞高表达stTRAIL蛋白,提示BM-MSC细胞不受LV转染和stTRAIL蛋白表达的影响。(4) T-MSC细胞体外诱导热休克肝癌细胞凋亡。(5) T-MSC细胞体外诱导热休克肝癌细胞凋亡并非是热休克处理对肝癌细胞的影响。(6) Caspase信号途径参与凋亡。(7)热休克处理不影响肝癌细胞DR表达。(8)体外细胞学实验提示BM-MSC细胞迁移能力强。(9) CXCR4/SDF-1α途径参与T-MSC细胞迁移机制。(10)裸鼠实验提示BM-MSC能从远处迁移到肿瘤部位。(11) T-MSC细胞体外共培养未出现恶性转化特征。(12) T-MSC细胞SD大鼠体内无明显肝脏毒性。