来自耐药乳腺癌患者胸腔积液的HER2阳性细胞系的建立与特征鉴定

Establishment and Characterization of a HER2-Positive Cell Line Derived From the Pleural Effusion of a Drug-Resistant Breast Cancer Patient.

作者信息Zhaoqing Li, Wenying Zhuo, Lini Chen, Xun Zhang, Cong Chen, Dengdi Hu, Yongxia Chen, Jingjing Yang, Yulu Zhou, Misha Mao, Ling Xu, Siwei Ju, Jun Shen, Qinchuan Wang, Minjun Dong, Shuduo Xie, Jichun Zhou, Linbo Wang
PMID34141711
发布时间2021-06-09
DOI10.3389/fcell.2021.680968

实验完整度

包含体外细胞系建立与鉴定、功能实验(增殖、侵袭、集落形成)、体内裸鼠成瘤实验及药物敏感性验证等多个独立证据层级。

主要模型

4Z-B-1细胞系(来自耐药乳腺癌患者胸腔积液) SK-BR-3细胞系(对照) 裸鼠异种移植模型

重点核对

细胞系来源:胸腔积液,耐药乳腺癌患者 分子亚型:HER2阳性,ERα和PR阴性 药物敏感性:对trastuzumab、lapatinib、pyrotinib敏感,对pertuzumab耐药 体内成瘤:4×10^6细胞皮下注射裸鼠,21天 对照细胞系:SK-BR-3、MCF-7、MDA-MB-231等

摘要

耐药是乳腺癌治疗中的一项严峻挑战,使其成为研究中亟待解决的问题。细胞系是基础研究和临床前研究的重要工具;然而,目前可用的来自耐药患者的乳腺细胞系很少。在此,我们建立了一个新的HER2阳性乳腺癌细胞系,来源于一位耐药转移性乳腺癌患者的胸腔积液。该细胞系在裸鼠中具有强大的增殖能力和致瘤性,但侵袭和集落形成能力较弱。该细胞系的分子亚型及其对化疗药物和HER2靶向药物的敏感性与原发灶不同,提示乳腺癌原发与转移形式之间存在表型变化。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
能否从耐药乳腺癌患者的胸腔积液中建立新的HER2阳性乳腺癌细胞系,并对其生物学特性和药物敏感性进行表征?
核心机制
原发肿瘤向转移灶演变过程中发生分子亚型转换(ERα/PR由阳性转为阴性),可能与肿瘤进化或雌激素非依赖性获得有关。
主要证据
通过Western blot、流式细胞术、transwell侵袭实验、3D球体侵袭实验、裸鼠移植瘤实验及免疫组化等,证实4Z-B-1细胞系具有增殖能力强、侵袭力弱、致瘤性高的特点,且对部分HER2靶向药物敏感。
研究意义
该细胞系可作为研究转移性HER2阳性乳腺癌的新型体外和体内模型。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

细胞系建立

从耐药乳腺癌患者胸腔积液中分离并建立新的乳腺癌细胞系。

收集胸腔积液,离心、洗涤,用含10% FBS的DMEM培养,收集贴壁细胞并传代。

2

细胞形态与超微结构观察

观察细胞形态特征及表面结构。

使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察2D培养细胞和3D球体的表面及内部结构。

3

细胞纯度与支原体检测

验证细胞纯度及无支原体污染。

通过流式细胞术检测pan-CK表达,PCR法检测支原体。

4

分子表型和核型分析

确定细胞系的分子亚型和染色体特征。

Western blot检测ERα、PR、HER2表达;染色体核型分析。

5

增殖能力评估

评估细胞系的增殖速率和细胞周期分布。

CCK-8法绘制生长曲线,流式细胞术分析细胞周期,Western blot检测CyclinE1。

6

迁移和侵袭能力评估

评估细胞系的迁移和侵袭能力。

Transwell实验和3D球体BME侵袭实验检测细胞迁移和侵袭。

7

药物敏感性测试

评估细胞系对HER2靶向药物和其他抗癌药物的敏感性。

CCK-8法检测细胞活力,计算IC50。

8

体内致瘤性实验

评估细胞系在体内的致瘤能力。

将细胞皮下注射入裸鼠,观察肿瘤形成和生长。

9

STR分析

验证细胞系的独特性和人类来源。

使用PowerPlex 18D Kit进行STR分析,并与数据库比对。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
McCoy's 5a改良培养基----
Eagle最低必需培养基----
RPMI-1640培养基----
Leibovitz's L-15培养基----
Hybri-Care培养基----
DMEM培养基----
胎牛血清----
胰岛素----
胰蛋白酶-EDTAInvitrogen--
青霉素----
链霉素----
蔗糖Sigma--
ACE200镀膜系统Leica--
Nova Nano 450显微镜Thermo FEI--
Tecnai G2 spirit显微镜Thermo FEI--
抗细胞角蛋白(泛)异硫氰酸荧光素抗体Cell Signaling Technology4545
PE小鼠抗人CD24BD Biosciences555428
FITC小鼠抗人CD44BD Biosciences555478
FACScan流式细胞仪BD Bioscience--
细胞周期分析试剂盒Dojindo--
CCK8试剂盒APExBio--
秋水仙胺----
Remel Giemsa Plus染色试剂盒Thermo Fisher Scientific--
支原体检测试剂盒Beyotime--
PVDF膜Merck Millipore--
脱脂奶粉BD Biosciences--
ERα一抗CST8644
PR一抗CST8757
HER2一抗AbcamAB16899
CDK6一抗EPITOMICS3524-1
CyclinE1一抗EPITOMICS1655-1
ZO1一抗CST8193
E-钙粘蛋白一抗CST3195
ZEB1一抗CST3396
N-钙粘蛋白一抗CST13116
波形蛋白一抗CST5741
Snail一抗CST3879
Slug一抗CST9585
Claudin-1一抗CST13255
β-连环蛋白一抗CST8480
EGFR一抗CST4267
p-EGFR (Y1068)一抗CST3777
Caveolin一抗CST3267
STAT3一抗BIOSSbs-1141R
p-PTEN (S380)一抗CST9551
Akt一抗CST4691
p-Akt (T306)一抗CST13038
Bcl-X一抗EPITOMICS1018-1
Bcl-2一抗Hua Bio0407-7
β-肌动蛋白一抗Santa Cruzsc-477748
HRP标记二抗CST--
Pico ECL试剂盒FDbio--
Amersham Imager 600成像仪GE Healthcare--
基质胶BD Biosciences--
结晶紫Solarbio--
倒置显微镜ZEISS--
3D球体BME细胞侵袭实验试剂盒Trevigen3500-096-K
基质胶Corning--
GT vision III免疫组化检测试剂盒Gene TechGK500710
PowerPlex 18D试剂盒Promega--
ABI Prism 3500xl基因分析仪Applied Biosystems--
Prism软件GraphPad Inc.--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞系建立
胸腔积液样本来源、离心条件、培养基组成
阅读提示:Methods: Cell Isolation and Cell Line Establishment
细胞培养
培养基类型、血清浓度、CO2浓度、温度
阅读提示:Methods: Cell Lines and Reagents
细胞纯度与支原体检测
细胞代数、pan-CK表达率、支原体检测方法
阅读提示:Results: Purity and Mycoplasma Contamination
分子表型鉴定
细胞代数、对照细胞系、抗体信息
阅读提示:Results: Molecular Phenotype and Chromosome Analysis; Methods: Western Blotting
增殖实验
细胞代数、接种密度、检测时间点、CCK8试剂盒
阅读提示:Methods: Cell Counting Kit (CCK)-8 Cell Growth Assay; Results: Proliferative, Migratory, and Invasive Potential
迁移和侵袭实验
细胞代数、细胞数、基质胶、孵育时间
阅读提示:Methods: In vitro Invasion Assay; Results: Proliferative, Migratory, and Invasive Potential
药物敏感性测试
细胞代数、药物浓度梯度、处理时间、检测方法
阅读提示:Methods: Evaluating Sensitivity to Anticancer Agents; Results: Sensitivity to HER2 Targeting Agents and Other Anticancer Agents
体内致瘤性实验
细胞代数、细胞数、Matrigel比例、小鼠品系、周龄、观察时间
阅读提示:Methods: Tumorigenicity in Nude Mice; Results: Putative Stemness and Tumorigenicity in vitro and in vivo
STR分析
细胞代数、STR试剂盒、分析仪器
阅读提示:Methods: Verification of Cell Lines by ATCC; Results: DNA Fingerprinting/STR Analysis