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目的通过无血清悬浮微球方法培养乳腺癌MCF-7细胞株,建立乳腺癌干细胞的体外模型并分析其生物学特性;研究盐霉素对乳腺癌干细胞增殖与凋亡的调节作用,分析盐霉素通过抑制Wnt/β-catenin信号通路诱导乳腺癌干细胞凋亡的分子机制。方法1、乳腺癌干细胞体外模型的建立:无血清悬浮微球技术培养乳腺癌MCF-7细胞株,用倒置显微镜观察其细胞形态及生长方式的变化;免疫荧光标记法检测其细胞表面标志物CD44、CD24的表达;流式细胞术检测其细胞周期的变化和CD44+/CD24-/low乳腺癌干细胞的富集效率。2、盐霉素诱导乳腺癌干细胞凋亡的机制:MTT法检测盐霉素对乳腺癌微球细胞增殖的影响;细胞形态学及FITC-Annexin V/PI双标法检测盐霉素对乳腺癌微球细胞凋亡的影响;PI单染法检测盐霉素对乳腺癌微球细胞的细胞周期变化;Westernblotting检测凋亡相关蛋白caspase-3、caspase-9、PARP、Bcl-2、Bax、β-catenin、survivin的表达水平。结果1、在无血清添加生长因子的悬浮培养液中,细胞呈游离状态,并以大小不等的微球方式进行生长;与乳腺癌MCF-7普通贴壁细胞相比,悬浮细胞分裂期(S)数目减少,静止期(G1)数目增多;CD44分子在肿瘤细胞中的表达无明显差异,CD24分子在悬浮细胞中的表达含量明显减少;CD44+/CD24-/low表型细胞在悬浮细胞和贴壁细胞中所占比例分别为87.0±0.43%和40.1±1.05%。2、盐霉素对乳腺癌微球细胞的增殖抑制作用呈浓度和时间依赖性,24h盐霉素作用乳腺癌微球细胞的半数抑制浓度(IC50)为4.97±1.96μM。乳腺癌微球细胞经盐霉素处理后,倒置显微镜观察显示微球体逐渐解聚,密度降低,细胞出现水肿、固缩、碎裂等凋亡现象;FITC-Annexin V/PI双标法检测显示细胞凋亡率随盐霉素浓度的增加而增大;PI单染法显示细胞凋亡的过程中可能伴有细胞周期的改变。Westernblotting结果显示,随着药物浓度的增加,乳腺癌微球细胞内caspase-3、caspase-9及其底物多聚ADP-核糖聚合酶(PARP)的表达明显降低,cleaved caspase-3、cleavedcaspase-9、cleaved PARP的表达明显升高(P<0.05);Bcl-2家族中促进凋亡诱导蛋白Bax表达升高,抑制凋亡诱导蛋白Bcl-2表达降低(P<0.05);Wnt通路中相关蛋白β-catenin、survivin蛋白表达均降低(P<0.05)。结论1、无血清悬浮微球法可诱导乳腺癌MCF-7细胞由CD44+/CD24+亚群向CD44+/CD24-/low亚群细胞转化,使细胞周期由S→G1转变,从而有效富集CD44+/CD24-/low表型的乳腺癌干细胞。2、盐霉素能够抑制乳腺癌干细胞的体外增殖并明显诱导其凋亡的发生,其诱导凋亡作用可能与Bcl-2家族中Bcl-2和Bax的相互调节并促进caspase家族中caspase-3、caspase-9及其底物PARP的降解有关,盐霉素对Wnt/β-catenin信号通路的抑制作用也调控了乳腺癌干细胞的凋亡过程。