IL-12重组质粒联合骨髓间充质干细胞对MCF-7人乳腺癌细胞侵袭及裸鼠移植瘤生长的影响分析

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-1221.2018.03.003

目的

探讨IL-12重组质粒联合骨髓间充质干细胞（BMSC）对MCF-7人乳腺癌细胞侵袭及裸鼠移植瘤生长的影响。

方法

分离纯化培养BMSC原代细胞，制备BMSC条件培养基，分析BMSC条件培养基对MCF-7细胞株体外增殖和凋亡的影响；建立裸鼠MCF-7转移瘤模型，分为对照组、BMSC组、IL-12组以及联合组，各组每3 d进行一次瘤内注射，共注射3次，15 d后处死裸鼠，比较各组裸鼠肿瘤、脾脏重量。采用χ²检验、t检验以及方差分析进行统计学分析。

结果

BMSC条件培养基能够抑制MCF-7细胞增殖，且随着作用时间的延长其抑制作用升高[24 h（13.42±1.93）%，48 h（16.83±1.77）%，72 h（20.21±2.01），F = 6.271，P = 0.000]。BMSC条件培养基处理MCF-7细胞，可有效促进MCF-7细胞凋亡，且随着作用时间的延长细胞凋亡率升高[24 h（10.82±2.18）%，48 h（18.73±2.95）%，72 h（28.15±3.52）%，F = 9.215，P = 0.000]。与对照组裸鼠肿瘤体积[1 d（124.12±9.28）mm³，3 d（582.41±17.28） mm³，7 d（983.42±42.10） mm³，15 d（793.46±109.38） mm³]比较，BMSC组[1 d（132.61±12.41） mm³，3 d（378.46±23.08） mm³，7 d（542.61±58.49）mm³，15 d（329.48±47.51） mm³]、IL-12组[1 d（119.85±13.10） mm³，3 d（322.75±26.49） mm³，7 d（518.37±67.54）mm³，15 d（302.17±68.53） mm³]以及联合组[1 d（123.41±8.94）mm³，3 d（217.85±24.03）mm³，7 d（318.29±47.32） mm³，15 d（189.27±37.58）mm³]裸鼠肿瘤体积生长速度均减慢，差异具有统计学意义（F_1d=0.827，F_3d=37.583、F_7d=31.472、F_15d=15.372，P < 0.001）；处死各组裸鼠后裸鼠肿瘤质量比较，BMSC组[（529.42±98.74） mg]、IL-12组[（544.01±117.85）mg]以及联合组[（327.55±78.56） mg]均低于对照组[（877.42±120.11）mg]，且联合组裸鼠肿瘤质量最低，差异具有统计学意义（F = 10.821，P < 0.001）；而裸鼠脾指数BMSC组（7.58±1.21）、IL-12组（7.63±1.09）以及联合组（10.03±1.52）均高于对照组（5.37±0.89），联合组裸鼠脾质量最高，差异具有统计学意义（F = 13.411，P < 0.001）。

结论

BMSC在体内外均具有抑制MCF-7肿瘤增殖作用，联合使用pcDNA6/IL-12对裸鼠MCF-7转移瘤抑制具有着明显的协同作用。

关键词: 白介素-12, 骨髓间充质干细胞, 人乳腺癌细胞, 转移瘤, 裸鼠

Objective

To investigate the effect of IL-12 recombinant plasmid combined with bone marrow mesenchymal stem cells (BMSC) on the invasion of MCF-7 breast cancer cells and the growth of transplanted tumor in nude mice.

Methods

BMSC cells were isolated, purified and cultured, and BMSC conditioned medium was prepared. The effects of BMSC conditioned medium on proliferation and apoptosis of MCF-7 cell lines were analyzed; The model of MCF-7 metastatic tumor in nude mice was established and divided into a control group, BMSC group, IL-12 group and a combined group. Intratumoral was injected every 3 d, for 3 times in each group. The nude mice were killed after 15 d, and the tumor and spleen weight of nude mice were compared, χ² test, t test and variance analysis were used for statistical analysis.

Results

BMSC conditioned medium inhibited the proliferation of MCF-7 cells, and the inhibition effect was increased [24 h (13.42±1.93)%, 48 h (16.83±1.77)%, 72 h (20.21±2.01)%, F = 6.271, P = 0.000] with the prolongation of action time. The treatment of MCF-7 cells by BMSC conditioned medium promoted apoptosis of MCF- 7 cells effectively, and with the prolongation of action time, the apoptosis rate was increased by [24 h (10.82±2.18)%, 48 h (18.73±2.95)%,72 h (28.15±3.52)%, F = 9.215, P = 0.000]. The tumor volume of the nude mice was compared in the control group [1 d (124.12±9.28) mm³, 3 d (582.41±17.28) mm³, 7 d (983.42±42.10) mm³, 15 d (793.46±109.38) mm³], BMSC group [1 d (132.61±12.41) mm³, 3 d (378.46±23.08) mm³, 7 d (542.61±58.49) mm³, 15 d (329.48±47.51) mm³], IL-12 group [1 d (119.85±13.10) mm³, 3 d (322.75±26.49) mm³, 7 d (518.37±67.54) mm³, 15 d (302.17±68.53) mm³], and the combined group [1 d (123.41±8.94) mm³, 3 d (217.85±24.03) mm³, 7 d (318.29±47.32) mm³, 15 d (189.27±37.58) mm³], the difference was statistically significant (F = 10.821, P < 0.001). The spleen index in BMSC group (7.58 ±1.21), IL-12 group (7.63 ± 1.09) and the combined group (10.03 ± 1.52) were significantly higher than those of the control group (5.37 ± 0.89), and the spleen mass of the nude mice was the highest(F = 13.411, P = 0.000).

Conclusion

BMSC has a significant inhibitory effect on MCF-7 tumor proliferation in vivo and in vitro. Combined use of pcDNA6/IL-12 has a significant synergistic effect on the inhibition of MCF-7 metastasis in nude mice.

Key words: IL-12, Bone marrow mesenchymal stem cells, Human breast cancer cells, Metastatic tumor, Nude mice

图1 BMSC条件培养基不同时间处理MCF-7细胞凋亡率

图2 倒置相差显微镜下观察细胞划痕实验（×200）

表1 不同时间内各组裸鼠肿瘤体积变化（mm³，±s）

分组	1 d	3 d	5 d	7 d
对照组	124.12± 9.28	582.41±17.28	837.58±37.46	983.42±42.10
BMSC组	132.61±12.41	378.46±23.08^a	510.29±30.29^a	542.61±58.49^a
IL-12组	119.85±13.10	322.75±26.49^a	463.85±29.38^a	518.37±67.54^a
联合组	123.41± 8.94	217.85±24.03^abc	256.73±27.39^abc	318.29±47.32^abc
F值	0.827	37.583	39.857	31.472
P值	0.235	0.000	0.000	0.000
分组	9 d	11 d	13 d	15 d
对照组	1180.29±73.48	1472.49±129.37	1095.46±89.30	793.46±109.38
BMSC组	648.59±73.48^a	528.39± 52.37^a	402.16±63.20^a	329.48± 47.51^a
IL-12组	681.39±94.52^a	539.44± 75.49^a	452.32±68.53^a	302.17± 68.53^a
联合组	409.57±38.44^abc	382.57± 56.40^abc	310.28±63.49^abc	189.27± 37.58^abc
F值	27.843	25.473	20.984	15.372
P值	0.000	0.000	0.000	0.000

表1 不同时间内各组裸鼠肿瘤体积变化（mm³，±s）

分组	1 d	3 d	5 d	7 d
对照组	124.12± 9.28	582.41±17.28	837.58±37.46	983.42±42.10
BMSC组	132.61±12.41	378.46±23.08^a	510.29±30.29^a	542.61±58.49^a
IL-12组	119.85±13.10	322.75±26.49^a	463.85±29.38^a	518.37±67.54^a
联合组	123.41± 8.94	217.85±24.03^abc	256.73±27.39^abc	318.29±47.32^abc
F值	0.827	37.583	39.857	31.472
P值	0.235	0.000	0.000	0.000
分组	9 d	11 d	13 d	15 d
对照组	1180.29±73.48	1472.49±129.37	1095.46±89.30	793.46±109.38
BMSC组	648.59±73.48^a	528.39± 52.37^a	402.16±63.20^a	329.48± 47.51^a
IL-12组	681.39±94.52^a	539.44± 75.49^a	452.32±68.53^a	302.17± 68.53^a
联合组	409.57±38.44^abc	382.57± 56.40^abc	310.28±63.49^abc	189.27± 37.58^abc
F值	27.843	25.473	20.984	15.372
P值	0.000	0.000	0.000	0.000

表2 各组裸鼠肿瘤质量及脾指数比较（±s）

分组	肿瘤质量（mg）	脾指数
对照组	877.42±120.11	5.37±0.89
BMSC组	529.42± 98.74^a	7.58±1.21^a
IL-12组	544.01±117.85^a	7.63±1.09^a
联合组	327.55±78.56^abc	10.03±1.52^abc
F值	10.821	13.411
P值	0.000	0.000

表2 各组裸鼠肿瘤质量及脾指数比较（±s）

分组	肿瘤质量（mg）	脾指数
对照组	877.42±120.11	5.37±0.89
BMSC组	529.42± 98.74^a	7.58±1.21^a
IL-12组	544.01±117.85^a	7.63±1.09^a
联合组	327.55±78.56^abc	10.03±1.52^abc
F值	10.821	13.411
P值	0.000	0.000

图3 正常视野下的三组裸鼠肿瘤

图4 正常视野下的三组裸鼠脾脏

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