子宫来源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 朱雪琼

间充质干细胞(mesenchymal stem cell，MSC)是具有趋化肿瘤能力的多能干祖细胞，可从子宫相关组织中获得，如脐带、蜕膜、子宫内膜等[1～4]。近年来研究表明，间充质干细胞可作为载体携带抗肿瘤药物或者各种基因来靶向治疗恶性肿瘤，但是，间充质干细胞会影响恶性肿瘤的生物学行为，包括妇科恶性肿瘤[5～20]。目前国内外关于子宫来源间充质干细胞对妇科恶性肿瘤细胞生物学行为的影响报道不一[5～16]。本文就子宫来源间充质干细胞对妇科恶性肿瘤生物学行为的影响进行综述。

一、脐带MSC对妇科恶性肿瘤的影响

1.脐带MSC对妇科恶性肿瘤增殖的影响

(1)乳腺癌：韩丽鑫等[5]构建荷瘤乳腺癌细胞MCF-7裸鼠模型，待肿瘤生长至50mm3时，经尾静脉注射人脐带MSC 4×104个/毫升(低剂量)、2×105个/毫升(中剂量)、1×106个/毫升(高剂量)，对照组注射生理盐水。连续观察6周发现，MSC各剂量组肿瘤增长速度与对照组相比均减慢，但差异无统计学意义；6周后剥离肿瘤，称重后发现，各剂量组的肿瘤重量与对照组相比也有下降趋势，但差异无统计学意义。提示脐带MSC对乳腺癌的在体生长无明显影响。有研究者与韩丽鑫等[5]持相同观点，认为脐带MSC对乳腺癌的生长没有影响[6]。Di等[7]将乳腺癌细胞MDA-MB-231、MCF-7无血清培养24h后，分别更换为老化的人脐带MSC(H2O2诱导、第45代)培养基上清液、正常的人脐带MSC(第5代)培养基上清液或普通培养基培养48h，发现老化MSC培养基上清液组中MDA-MB-231和MCF-7的细胞数均较普通培养基组明显增加，而正常MSC组与普通培养基组之间比较，差异无统计学意义；将MDA-MB-231单独注射或分别和正常MSC、老化MSC共同注射至裸鼠皮下，每组8只裸鼠，在注射第3天，老化MSC组8只裸鼠均可见明显结节，而正常MSC组仅4只看到明显结节，肿瘤细胞单独注射组仅3只观察到结节。6周后测量肿瘤体积和重量发现，老化MSC组的肿瘤体积和重量明显高于正常MSC组与普通培养基组，而正常MSC组与普通培养基组之间比较，差异则无统计学意义，提示正常脐带MSC对乳腺癌细胞的增殖无明显影响，而老化脐带MSC在体内、体外均能促进乳腺癌细胞的增殖。

也有研究者发现脐带MSC能够促进乳腺癌细胞的增殖。吴晓东等[8]将细胞或基质胶混悬液注射到NOD/SCID小鼠第4个乳腺的脂肪垫下，空白组单独注射MCF-7，试验组1注射MCF-7和基质胶混悬液，试验组2注射人脐带MSC、MCF-7和基质胶混悬液，8周后发现空白组成瘤率低且体积小(3.0±0.5mm3)，试验组1肿瘤体积稍增大(5.0±0.6mm3)，而试验组2的肿瘤体积明显增大(9.0±0.6mm3)，提示脐带MSC能促进乳腺癌细胞MCF-7增殖。左伟敏等[9]将Luminal B型乳腺癌细胞BT474与人脐带MSC共培养72h，对照组单独培养肿瘤细胞，发现共培养组细胞密度明显增加，进一步通过细胞生长增殖分析实验发现共培养组细胞存活比例是对照组的148.06%，提示脐带MSC促进乳腺癌细胞BT474增殖。

然而，有研究者却发现脐带MSC能够抑制乳腺癌细胞的增殖。Ma等[10]将乳腺肿瘤干细胞(MDA-MB-231、MCF-7及原代乳腺癌细胞来源)分别和成纤维细胞、人脐带MSC共培养，发现3种乳腺肿瘤干细胞与MSC共培养后克隆形成数均较肿瘤细胞单独培养组明显减少，而成纤维细胞对肿瘤细胞克隆形成无明显影响；同时也发现当MSC与肿瘤干细胞的比例为1∶4和1∶2时，肿瘤细胞数均明显减少；通过在体实验表明，低剂量(0.5×106个/毫升)的MSC对乳腺肿瘤干细胞的生长没有影响，而中剂量(1×106个/毫升)及高剂量(3×106个/毫升)的MSC显著抑制乳腺肿瘤干细胞的生长。说明一定数量的脐带MSC能够抑制乳腺肿瘤干细胞的增殖。Gauthaman等[11]用50%、70%、100%的人脐带MSC培养基上清液培养乳腺癌细胞系MDA-MB-231，对照组为普通培养基培养，72h后采用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(methyl thiazolyl tetrazolium，MTT)检测，结果显示细胞生长抑制率分别为16.39%、20.73%、22.96%，3种不同比例的脐带MSC培养基上清液均能够显著抑制MDA-MB-231细胞生长；同时，该研究将蛋白含量为5、10、15μg/ml的脐带MSC细胞裂解液加入乳腺癌细胞MDA-MB-231中，与对照组(0μg/ml组)相比，发现三者的细胞生长抑制率分别是39.66%、46.36%和49.10%，3个不同浓度的脐带MSC细胞裂解液均显著抑制乳腺癌细胞的生长。通过5-溴脱氧尿嘧啶核苷(5-Bromo-2-deoxyuridine，BrdU)检测发现，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13.64%、40.91%。因此，脐带MSC培养基上清液和MSC细胞裂解液均可抑制乳腺癌细胞的增殖，且脐带MSC细胞裂解液对乳腺癌细胞增殖的抑制更明显。

(2)宫颈癌:林琳等[12]将人脐带MSC与宫颈癌细胞HeLa在体外共培养48h后，发现共培养组的细胞增殖力(A450值：1.191±0.058)与HeLa细胞单独培养组的细胞增殖力(A450值：1.172±0.069)无明显差异。此外，将人脐带MSC(1×105个/毫升)与HeLa细胞(1×106个/毫升)按1∶10混合后接种于裸鼠皮下，18天后观察发现混合接种MSC、HeLa细胞组的肿瘤体积(1.46±0.10mm3)和重量(1.80±0.12g)均显著高于单纯接种HeLa细胞组的体积(0.850±0.043mm3)和重量(1.10±0.05g)，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细胞在体内的生长。

然而，有学者却持有不同观点。刘华等[13]将人脐带MSC或其MSC培养基上清液与宫颈癌细胞HeLa共培养72h，对照组为普通培养基培养的HeLa细胞，发现HeLa细胞增殖力随着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%)的增加而逐渐下降。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[14]的研究也有类似的发现。因此，脐带MSC对HeLa细胞增殖的影响可能和脐带MSC的浓度以及共培养时间有关，尚待进一步研究。

(3)卵巢癌:杨园园等[15]将绿色荧光蛋白(green fluorescent protein，GFP)标记的人脐带MSC与红色荧光蛋白mcherry标记的卵巢癌细胞OVCAR-3、SKOV-3按3∶2共培养，在第3、5、7天计数红色和绿色荧光，发现红色荧光标记的卵巢癌细胞数分别为36.1%、38.1%、73.3%，肿瘤细胞比例逐渐上升，说明人脐带MSC促进卵巢癌细胞的增殖。

然而，也有研究发现脐带MSC会抑制卵巢癌细胞的增殖。向江东等[16]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，细胞增殖的抑制率分别为17.08%、35.36%、46.83%。提示脐带MSC抑制卵巢癌细胞的增殖。Gauthaman等[11]用50%、70%、100%的脐带来源MSC培养基上清液培养卵巢癌细胞系TOV-112D，通过MTT法检测发现，细胞生长抑制率分别为2.05%、3.44%、8.67%；将蛋白含量为5、10、15μg/ml的脐带MSC细胞裂解液加入卵巢癌细胞TOV-112D中，发现三者的细胞生长抑制率分别是36.84%、56.84%和60.00%；通过BrdU方法比较发现，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%、34.33%，提示脐带MSC抑制卵巢癌细胞的增殖，尤其是脐带MSC细胞裂解液的抑制作用更著。

2.脐带MSC对妇科恶性肿瘤凋亡的影响

(1)乳腺癌：Ma等[10]分别将3种不同来源的乳腺肿瘤干细胞(分别来源于MDA-MB-231、MCF-7及原代乳腺癌细胞)和人脐带MSC共培养，通过流式细胞仪检测细胞周期发现，乳腺癌干细胞和MSC共培养组中MDA-MB-231、MCF-7及原代乳腺癌细胞来源的肿瘤干细胞其G2/M期的比例分别从乳腺癌干细胞单独培养组的6.20%±2.00%、7.06%±1.95%和4.86%±1.60%增长至14.31%±2.60%、12.35%±3.07%和15.39%±3.34%。检测细胞凋亡发现，3种细胞的凋亡率均明显增加，其凋亡率分别增长为26.55%±5.97%、25.80%±4.28%和29.10%±4.10%，均较乳腺肿瘤干细胞单独培养组的凋亡率(<5%)显著增长，说明脐带MSC能够通过阻滞乳腺癌细胞周期，从而促进乳腺癌细胞的凋亡。Gauthaman等[11]将50%的人脐带MSC培养基上清液和蛋白含量为15μg/ml的MSC细胞裂解液加入到乳腺癌细胞MDA-MB-231中，发现其凋亡率分别较对照组(普通培养基)增加了13.35%、17.52%，说明脐带MSC培养基的上清液和细胞裂解液均能促进乳腺癌细胞凋亡。

(2)宫颈癌：刘华等[13]将人脐带MSC或其条件培养基与宫颈癌细胞HeLa共培养，发现MSC条件培养基上调HeLa细胞中促凋亡分子P53、Bax及caspase-3基因表达，下调凋亡抑制因子Bcl-2及survivin表达，提示脐带MSC可以促进宫颈癌细胞的凋亡。

(3)卵巢癌:向江东等[16]用人脐带MSC培养基上清液培养SKOV-3细胞24、48以及72h，对照组用普通培养基，通过碘化丙啶(propidium iodide，PI)染色发现与对照组相比，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促进卵巢癌细胞的凋亡。Gauthaman等[11]也发现人脐带MSC能够促进卵巢癌细胞的凋亡。

综上可知，脐带MSC能促进乳腺癌、宫颈癌和卵巢癌等肿瘤细胞的凋亡。

3.脐带MSC对妇科恶性肿瘤侵袭和迁移的影响

(1)乳腺癌：Gauthaman等[11]用50%的人脐带MSC培养基的上清液和蛋白含量为15μg/ml的MSC细胞裂解液处理乳腺癌细胞MDA-MB-231发现，肿瘤细胞的迁移率分别下降21.14%、32.97%，可见脐带MSC培养基的上清液和细胞裂解液均可明显抑制乳腺癌细胞的迁移。

但是，有研究却发现脐带MSC促进乳腺癌的迁移。韩丽鑫等[5]构建荷瘤乳腺癌细胞MCF-7裸鼠，待肿瘤生长至50mm3时，经尾静脉注射人脐带MSC 4×104个/毫升(低剂量组)、2×105个/毫升(中剂量组)、1×106个/毫升(高剂量组)，对照组注射生理盐水。6周后发现中高剂量组各有1只动物出现肺转移，提示脐带间充质干细胞可促进乳腺癌的转移。Di等[7]将老化的人脐带MSC培养基上清液、正常的人脐带MSC培养基上清液或普通培养基和MDA-MB-231间接共培养一定时间，发现各组细胞迁移数分别为346.7±6.8、159.2±3.7和84.4±5.4，提示脐带MSC培养基上清液能够促进乳腺癌细胞的迁移，尤其是老化的脐带MSC。

(2)卵巢癌:Gauthaman等[11]还发现人脐带MSC可抑制卵巢癌细胞的迁移。将50%的脐带来源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，其迁移率较对照组(普通培养基)分别下降了26.08%、38.93%。

有关脐带MSC对妇科恶性肿瘤侵袭和迁移的影响的研究尚少，仍有待进一步研究。

二、蜕膜MSC对妇科恶性肿瘤的影响

1.蜕膜MSC对妇科恶性肿瘤增殖的影响

乳腺癌：Vegh等[17]用甲基亚硝基脲(N-nitroso-N-methylurea，NMU)诱导小鼠形成乳腺癌，通过尾静脉每周注射人蜕膜MSC 1.5×106个/毫升，持续注射5周，对照组注射培养基，第10周处死并分析肿瘤数量及原发肿瘤体积、重量发现，MSC组形成的肿瘤数量较对照组明显减少，原发肿瘤体积、重量亦较对照组明显减小，提示蜕膜MSC能抑制乳腺肿瘤的形成及生长。

2.蜕膜MSC对妇科恶性肿瘤侵袭和迁移的影响

(1)卵巢癌：So等[18]将人蜕膜MSC与卵巢癌细胞IGROV-1、SKOV-3按1∶1共培养1周，通过细胞因子芯片分析，发现共培养组的培养基中IL-6的分泌增加。进一步研究发现，用IL-6处理卵巢癌细胞后，通过Western blot法及RT-PCR检测发现，处理组的MMP-2、MMP-9的表达较未处理组明显增加，Snail表达增加、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也明显增加，提示蜕膜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。

(2)子宫内膜癌：So等[18]也发现人蜕膜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。

三、其他MSC对妇科恶性肿瘤的影响

有研究发现，羊水和子宫内膜来源MSC也能够抑制妇科恶性肿瘤的增殖。Ghafarzadeh等[19]将人羊水MSC与乳腺癌细胞T47D共培养5天，发现共培养组较肿瘤细胞单独培养组的细胞增殖活性明显下降，提示羊水MSC抑制乳腺癌细胞的增殖。Bu等[20]用人月经血来源的子宫内膜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，发现混合注射组的肿瘤体积明显小于对照组，同时也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。

四、展 望

近年来，MSC的肿瘤靶向性使其成为细胞治疗研究的一大热点。研究发现，间充质干细胞可作为载体细胞携带TRAIL、IL-21、IFN-β等因子靶向治疗肿瘤[5～7]。然而，MSC会影响恶性肿瘤的生物学行为，包括妇科恶性肿瘤。并且，子宫来源间充质干细胞对妇科恶性肿瘤生物学行为的影响报道不一。因此，本文就子宫来源间充质干细胞对妇科恶性肿瘤生物学行为的影响进行综述。笔者研究发现，脐带MSC能促进乳腺癌、宫颈癌和卵巢癌细胞的凋亡，但是脐带MSC对乳腺癌、宫颈癌和卵巢癌细胞增殖的影响尚无定论；蜕膜MSC抑制乳腺癌的生长、促进卵巢癌和子宫内膜癌的侵袭和迁移；羊水MSC抑制乳腺癌的增殖；子宫内膜MSC抑制卵巢癌细胞的增殖。子宫来源MSC对妇科恶性肿瘤确实有作用，并且可能和MSC的作用浓度和作用时间相关，但是MSC对妇科恶性肿瘤生物学行为的影响尚无定论。因此，无论选取何种组织来源的间充质干细胞作为靶向载体治疗妇科恶性肿瘤时，其生物安全性问题都有待于进一步研究。