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腫瘤細胞生物學特性
閱讀:335 發(fā)布時間:2017-7-12腫瘤細胞與體內(nèi)正常細胞相比,不論在體內(nèi)或在體外,在形態(tài)、生長增值、遺傳性狀等方面都有顯著的不同。生長在體內(nèi)的腫瘤細胞和在體外培養(yǎng)的腫瘤細胞,其差異較小,但也并非*相同。培養(yǎng)中的腫瘤細胞具以下突出特點:
(一)形態(tài)和性狀
培養(yǎng)中癌細胞無光學顯微鏡下特異形態(tài),大多數(shù)腫瘤細胞鏡下觀察比二倍體細胞清晰,核膜、核仁輪廓明顯,核糖體顆粒豐富。電鏡觀察癌細胞表面的微絨毛多而細密,微絲走行不如正常細胞規(guī)則,可能與腫瘤細胞具有不定向運動和錨著不依賴性有關(guān)。
(二)生長增殖
腫瘤細胞在體內(nèi)具有不受控增殖性,在體外培養(yǎng)中仍如此。正常二倍體細胞在體外培養(yǎng)中不加血清不能增殖,是因血清中含有很細胞增殖生長的因子,而癌細 胞在低血清中(2%~5%)仍能生長。已證明腫瘤細胞有自泌或內(nèi)泌性產(chǎn)生促增殖因子能力。正常細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化后,出現(xiàn)能在低血清培養(yǎng)基中生長的現(xiàn)象,已成為 檢測細胞惡變的一個指標。癌細胞或培養(yǎng)中發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化后的單個細胞培養(yǎng)時,形成集落(克?。┑哪芰Ρ日<毎麖姟A硗獍┘毎鲋硵?shù)量增多擴展時,接觸抑制 消除,細胞能相互重疊向三維空間發(fā)展,形成堆積物。
(三)永生性
永生性也稱不死性。在體外培養(yǎng)中表現(xiàn)為細胞可無限傳代而不凋亡(Apoptosis)。體外培養(yǎng)中的腫瘤細胞系或細胞株都表現(xiàn)有這種性狀,體內(nèi)腫瘤 細胞是否如此尚無直接證明。因惡性腫瘤終將殺死宿主并同歸于盡,從而難以證明這一性狀的存在。體外腫癌細胞的永生性是否能反證它在體內(nèi)時同樣如此?也尚難 肯定。從近年建立細胞系或株的過程說明,如果永生性是體內(nèi)腫瘤細胞所固有的,腫瘤細胞應(yīng)易于培養(yǎng)。事實上,多數(shù)腫瘤細胞初代培養(yǎng)時并不那么容易。生長增殖 并不旺盛;經(jīng)過純化成單一化瘤細胞后,也大多增殖若干代后,便出現(xiàn)類似二倍體細胞培養(yǎng)中的停滯期。過此階段后才獲得永生性,順利傳代生長下去。從而說明體 外腫瘤細胞的永生性有可能是體外培養(yǎng)后獲得的。從一些具有永生性而無惡性性的細胞系,如NIH3T3、Rat-1、10T1/2等細胞證明,永生性和惡性 (包括浸潤性)是兩種性狀,受不同基因調(diào)控,但卻有相關(guān)性??赡苡郎允羌毎麗鹤兊碾A段。至少在體外是如此。
(四)浸潤性
浸潤性是腫瘤細胞擴張性增殖行為,培養(yǎng)癌細胞仍持有這種性狀。在與正常組織混合培養(yǎng)時,能浸潤入其它組織細胞中,并有穿透人工隔膜生長的能力。
(五)異質(zhì)性
所有腫瘤都是由有增殖能力、遺傳性、起源、周期狀態(tài)等性狀不同的細胞組成。異質(zhì)性構(gòu)成同一腫瘤內(nèi)細胞的活力有差別的瘤組織;處于瘤體周邊區(qū)的細胞獲 得血液供應(yīng)多,增殖旺盛,中心區(qū)有的細胞衰老退化,有的處于周期阻滯狀態(tài),那些呈活躍增殖狀態(tài)的細胞稱干細胞(Stem Cells)、只有這些干細胞才是支持腫瘤生長的成分。腫瘤細胞培養(yǎng)時易于生長增殖;把干細胞分離出來的培養(yǎng)方法稱干細胞培養(yǎng)。
(六)細胞遺傳
大多數(shù)腫瘤細胞有遺傳學改變,如失去二倍體核型、呈異倍體或多倍體等。腫瘤細胞群常由多個細胞群組成,有干細胞系和數(shù)個亞系,并不斷進行著適應(yīng)性演變。
(七)其它
腫瘤細胞在體外不易生長的原因可能由于:
①依賴性:腫瘤細胞雖有較強克隆生長力,但仍有一定的群體性或與其它細胞相依存關(guān)系。一是腫瘤細胞與腫瘤細胞的相互依存,二是腫瘤細胞與基質(zhì)成纖維細胞的依賴。體外分散培養(yǎng)和排除成纖維細胞后也會同時消除或減弱這些依存關(guān)系,可能影響癌細胞增殖生長的活性;
②腫瘤細胞的自泌也會因分散培養(yǎng)而被稀釋,達不到腫瘤生長的需求,降低腫瘤細胞的生長增殖力;
③并非所有腫瘤細胞都有強的生長活力和長的Life Span,只有干細胞才有強的增殖生長能力,但這些細胞數(shù)量很少;
④離體培養(yǎng)腫瘤細胞可能需求與體內(nèi)相似的特殊生存條件。
有細胞增殖,傳若干代后停止生長或衰退死亡;
傳數(shù)代后細胞增殖緩慢,經(jīng)過一段停滯期后,才又呈旺盛生長狀態(tài),形成穩(wěn)定生長的腫瘤傳代細胞系。
以上現(xiàn)象說明腫瘤細胞對體外生存條件有較高的要求,并需經(jīng)過對新環(huán)境的適應(yīng)才能生長,因此欲獲得好的培養(yǎng)效果,不能局限于一般培養(yǎng)法,必須采用一些特殊的措施。
1、適宜底物:把經(jīng)過純化的細胞接種在不同的底物上,如鼠尾膠原底層、飼細胞層等。
2、生長因子:應(yīng)用促細胞生長因子,向培養(yǎng)液中增加一種或幾種促細胞生長因子。根據(jù)細胞種類不同選用不同的促生長物,常用有胰島素、雌激素以及其它生長因子。
為提高腫瘤細胞對體外培養(yǎng)環(huán)境的適應(yīng)力和增加有活力癌細胞(干細胞)的數(shù)量,可采用動物體轉(zhuǎn)嫁接種成瘤后,再從動物體內(nèi)取出進行培養(yǎng),能提高體外培養(yǎng)的成功率。受體動物以裸鼠。
3、動物體媒介培養(yǎng)方法:
(1)瘤塊接種:取新鮮瘤組織,用Hanks液洗凈血污,切成1~3毫米小塊,用穿刺針頭吸一小瘤塊,用酒精棉球擦拭動物腹部后,直接刺入皮下,注入瘤塊;
(2)飼養(yǎng)觀察,待腫瘤生長達較大體積后,剝?nèi)〕隽鼋M織;
(3)進行體外培養(yǎng)。
(4)為防止失敗,仍取部分瘤組織繼續(xù)在裸鼠體內(nèi)傳代。通過裸鼠媒介接種,有活力的腫瘤細胞數(shù)量增多,細胞培養(yǎng)易于成功。
腫瘤細胞培養(yǎng)方法與培養(yǎng)正常細胞*相同,但成功率比正常細胞高。