大鼠胰腺星状细胞的应用

背景^[1-3]

大鼠胰腺星状细胞是胰腺外分泌腺所固有的细胞，主要存在于胰腺腺泡周围，在血管及导管周围也有分布。当胰腺受损时，TGF-β、血小板衍生因子、TNF-α及IL-1以及酒精等可刺激胰腺星状细胞由静止型转化为活化型，产生α-SMA，并可分泌collagen I、collagen III、collagen IV及FN、TGF-β等，产生基质金属蛋白酶及金属蛋白酶组织抑制剂，成为胰腺癌及慢性胰腺炎等病理状态下的胰腺发生纤维化的主要功能细胞。

大鼠胰腺星状细胞

大鼠胰腺星状细胞采用体外灌注和密度梯度离心法制备而来，细胞总量约为5×105/T25方瓶，α-SMA、Desmin呈阳性，细胞纯度可达90%以上，且不含有HIV-1、HBV、HCV、支原体、细菌、酵母和真菌等。

大鼠胰腺星状细胞分离自胰腺组织；胰腺分为外分泌腺和内分泌腺两部分。外分泌腺由腺泡和腺管组成，腺泡分泌胰液，腺管是胰液排出的通道。胰液中含有碳酸氢钠、胰蛋白酶原、脂肪酶、淀粉酶等。胰液通过胰腺管排入十二指肠，有消化蛋白质、脂肪和糖的作用。内分泌腺由大小不同的细胞团──胰岛所组成，胰岛主要由4种细胞组成：α细胞、β细胞、γ细胞及PP细胞。

α细胞分泌胰高血糖素，升高血糖；β细胞分泌胰岛素，降低血糖；γ细胞分泌生长抑素，以旁分泌的方式抑制α、β细胞的分泌；PP细胞分泌胰多肽，抑制胃肠运动、胰液分泌和胆囊收缩。纤维化是慢性胰腺炎的典型病理特征，活化的胰腺星状细胞(PSC)是胰腺纤维化的主要效应细胞，PSC分离和成功培养是体外研究胰腺纤维化的重要前提。

未活性化的PSC胞浆中富含维A脂滴，并表达Desmin蛋白，活化后的PSC则表达α-平滑肌肌动蛋白(alpha-SMA)。PSC具有静息态与激活态两种，并分别具有特异的标志物。静息状态PSC胞质内富含的维生素A脂滴可以被油红O染成红色，阳性表达Desmin。

激活状态PSC阳性表达alpha-SMA。油红O染色发现，原代分离的细胞培养6d，胞浆中仍可见明显的脂滴，传代后，橙红色的脂滴颗粒显著减少甚至消失。免疫细胞化学染色显示，细胞接种24h仍然表达Desmin，48h后Desmin基本不再表达。培养48h后绝大多数细胞开始表达alpha-SMA，随着培养时间的增长和传代次数的增加，细胞表达alpha-SMA，而不再表达Desmin，说明细胞活化。

提示PSC接种24h后即启动了激活过程，至培养第6d大多数细胞激活，传代后细胞处于高度激活状态。原代胰腺星状细胞可作为慢性胰腺炎新药的细胞筛选模型，目前研究发现：胰腺受损时，在各种刺激因子作用下使胰腺星状细胞活化，导致细胞形态、功能发生变化，促使基质增生、胶原蛋白的大量生成及不规则沉积。

应用^[4][5]

大鼠胰腺星状细胞可以用于活化的胰腺星状细胞通过增强瓦博格效应推动慢性胰腺炎恶变进程

研究PSC在胰腺炎-癌转变中发挥的作用及方式,为预防慢性胰腺炎恶变,早期诊治胰腺癌提供诊疗手段。

方法:使用人体组织分离出的PSCs分别与正常胰管上皮细胞和胰腺癌细胞共培养,评估PSCs对这些细胞的影响。细胞功能学实验评估了共培养后细胞增殖,迁移及侵袭方面的影响。免疫蛋白印迹和实时荧光定量聚合酶链式反应技术检测了这些细胞的一系列糖酵解代谢酶(M2-型丙酮酸激酶,乳酸脱氢酶A,葡萄糖转运蛋白-1,己糖激酶-2,单羧酸转运蛋白-4;pyruvate kinase M2,lactate dehydrogenase A,glucose transporter 1,hexokinase-II and monocarboxylate transporter4;PKM2,LDHA,GLUT1,HK2 and MCT4)的基因表达和蛋白表达变化。葡萄消耗量和乳酸产量检测用于评估这些细胞的糖酵解水平。免疫组化检测胰管上皮细胞一系列糖酵解代谢酶和胰管周围基质中活化态PSCs的特征蛋白(α-平滑肌肌动蛋白,α-smooth muscle actin,α-SMA)的表达,并在人组织标本对这二者进行相关性分析。

结果:研究发现,与活化态PSCs共培养促进了正常胰管上皮细胞和胰腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。与此同时,活化态PSCs对正常胰管上皮细胞和胰腺癌细胞一系列糖酵解代谢酶的表达有明显的影响,同时也提高了这两种细胞的乳酸产量和葡萄糖消耗量。体内实验显示,无论动物还是人,胰管上皮细胞糖酵解代谢酶和胰管周围基质中活化态PSCs的特征蛋白(α-SMA)在慢性胰腺炎组织和胰腺癌组织中的均高于正常胰腺组织,对人组织标本的分析显示这二者的表达量存在相关性。

结论:活化态PSCs调控促进瓦博格效应,在慢性胰腺炎转变为胰腺癌的发生发展中起重要作用,这为进一步理解CP恶变的机制及为逆转CP恶变诊疗靶点选择提供了新的理论依据。

参考文献

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