甲状腺肿瘤是发病率最高的内分泌肿瘤,约 占所有新诊断肿瘤的1%,它的发生发展与环境和 遗传因素密切相关[1]。妊娠期由于机体的激素水 平及个人情绪等因素波动较大,对甲状腺癌的发 生及发展都有重大影响[2,3,4]。人绒毛膜促性腺激素 (hCG)是由胎盘绒毛组织分泌的一种糖蛋白激素。 在妊娠期,hCG水平成倍增加,是体内浓度变化 最大最明显的激素。邢艳等[5]的研究发现hCG对卵 巢癌有明显促进作用,而Lopez等[6]却发现纯化的 hCG能诱导乳腺癌的凋亡,其在不同肿瘤中完全 不同的作用引起了我们极大的兴趣和思考。hCG 对甲状腺癌是否有影响,目前仍没有定论,本研 究主要通过体外实验从细胞水平探寻人绒毛膜促 性腺激素对甲状腺乳头状癌细胞增殖活力及细胞 周期的影响,从而对临床处理妊娠期甲状腺癌提 供一定理论依据。 1 材料与方法 1.1 材料和试剂 1.1.1 主要试剂
人甲状腺乳头状癌细胞株IHH-4 来源于日本国家生物医学创新研究所(national institute of biomedical innovation,JCRB);标准胎 牛血清(FBS)、RPMI 1640培养夜和DMEM培养夜 (美国Invitrogen公司);细胞周期分析试剂盒(美 国BD公司);人绒毛膜促性腺激素和MTT(美国 Sigma公司)。 1.1.2 细胞培养
人甲状腺乳头状癌细胞株IHH-4 复苏成功后,用含10%胎牛血清、2 mM谷氨酰胺、 50 u/ml青霉素、50 ug/ml链霉素的由RPMI 1640和 DMEM按1:1配置的培养夜中。所有的细胞均在37℃和5% CO2及饱和湿度的条件下培养,每1~2天换 液,细胞铺满培养瓶后以0.25%胰蛋白酶-EDTA按 1:3消化传代,选用对数期生长的细胞进行实验 [7]。 1.2 实验方法 1.2.1 四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT法)
MTT即 3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮 唑溴盐,主要用来检测细胞的生长与活力。取对 数期生长的人甲状腺乳头状瘤细胞株IHH-4接种 于96孔板中,设置实验孔、对照孔及空白孔,每 组均设置5个复孔,待细胞贴壁后于含有不同浓度 的人绒毛膜促性腺激素的培养液中(10 mIU/ml、 100 mIU/ml、500 mIU/ml、 1 IU/ml、10 IU/ml、 100 IU/ml)培养24、48、72 h,加入MTT溶液后 再培养4 h,之后每孔加入二甲基亚砜(DMSO) 低速振荡10 min,用酶标仪(Multiskan MK3)设 定560 nm波长检测每孔OD值。舍弃差异较大的复 孔OD值,实验结果取各组复孔平均值[6]。 1.2.2 流式细胞术检测细胞周期
将对数期生长 的IHH-4细胞接种于6孔板中,待细胞贴壁后予 以含不同浓度hCG (1、10、100 IU/ml)的培养液 中培养24、48、72 h后收集细胞,磷酸盐缓冲液 (PBS)洗两次后予以70%乙醇固定,4℃条件下 过夜后碘化丙啶(PI)染色,流式细胞仪检测细 胞周期并用CellQuest软件分析结果[8]。 1.3 统计学方法
结果以x±s表示,采用统计软件SAS 9.3对数 据进行t检验、方差齐性检验、正态分布检验。 多组间采用随机单位组设计资料的方差分析(twoway ANOVA) ,各组内样本采用单因素方差分析 (ANOVA),计量资料采用成组设计的t检验,P <0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 hCG对甲状腺乳头状癌细胞增殖活性的影响
培养24、48、72 h,组间有明显变化,IHH-4细 胞的增殖活力增加,差异有统计学意义(P<0.01), 于不同浓度处理24~72 h后观察发现,于hCG浓度10 IU/ml、100 IU/ml处理的细胞具有明显的增殖活力, 与对照组相比差异有统计学意义,见图 1。
*:P<0.05,**:P<0.01
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应用流式细胞术检测在不同hCG浓度以及不 同作用时间下IHH-4细胞周期的变化情况,结果显 示在hCG的作用下S+G2M期的百分比有明显的增 加。与对照组相比,hCG浓度为100 IU/ml时细胞 周期改变最为显著,暴露于100 IU/ml hCG 48 h的 实验组S+G2M期的百分比为67.1%,显著高于未处 理对照组。而随着时间的延长,持续作用至72 h, 其效应逐渐减弱,见图 2。
**: P<0.01
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当hCG在1927年被首次发现以来,一直是作 为妊娠相关因子被人们所熟知的。正常人的hCG 水平应<0.1 ng/ml,在妊娠期hCG水平发生剧烈改 变,妊娠第4周hCG水平开始升高,第7周达3 278 ng/ml,第10周是最高峰,高达10 352 ng/ml,之后 开始下降,13周以后维持在2 000 ng/ml左右[9]。高 浓度的hCG对维持妊娠有重要作用。
但hCG与肿瘤有着错综复杂的关系,许多研究 均证实hCG对多种肿瘤细胞的生长有促进作用。Gillott等[10]研究表明hCG能促进膀胱癌细胞的增 殖,具有剂量依赖性,而与抗β-hCG的抗血清共 同孵育会拮抗这些作用,Butler等[11]认为hCG对膀 胱癌细胞的作用主要是通过抑制细胞凋亡而达到, 且β-hCG能抑制TGFbeta1诱导的凋亡,β-hCG对 宫颈癌细胞也有一定的凋亡抑制作用[12]。但hCG 对不同肿瘤的作用却不尽相同,Lopez等[6]发现人 绒毛膜促性腺激素能诱导乳腺癌细胞的凋亡,在 裸鼠成瘤中予以hCG处理组的瘤体可见37%的凋 亡率,远远高于对照组14%,处理6天后可看到凋 亡小体形成及肿瘤完全坏死,通过细胞增殖活力 实验还发现hCG能降低多种体外培养乳腺癌细胞系的活力,部分与表达hcg/LH受体有关。hCG还 能促进血管生成和肿瘤细胞的转移,近年有学者 报道[13]hCG与血管内皮生长因子VEGF之间有交互 作用,在子宫内膜的血管生成过程中有一定的作 用,通过免疫组织化学看到表达β-hCG的宫颈癌组 织具有更多的新生血管[12]。β-hCG还能调节E-钙黏 蛋白,E-钙黏蛋白是上皮细胞之间重要的连接蛋 白,Wu等[14]发现β-hCG能下调E-钙黏蛋白,从而 促进膀胱癌细胞的浸润和转移。
有些肿瘤细胞能自行分泌β-hCG,在肺癌、膀 胱癌、乳腺癌、口腔癌、胃癌中均有表达,被认为 与不良预后和较差的生存率有关,因此常被作为一 种恶性肿瘤标志物[15]。有些甲状腺乳头状癌同样也 能分泌hCG,Sakaguchi等[16]研究甲状腺乳头状癌细 胞系B-CPAP异位分泌的hCG对小鼠甲状腺细胞系 FRTL-5的作用,发现提纯的异位hCG与标准hCG的 作用一样都能促进环磷酸腺苷cAMP的积累和3H胸 苷进入细胞,从而促进甲状腺细胞的增值,具有剂 量依赖性,而抗β-hCG抗体能拮抗这些作用。学者 们早前已经开始研制基于异位β-hCG的肿瘤疫苗, 经过这么多年,已有了不少更新和进展,现在有选 择性hCG疫苗,如抗β-hCG CTP疫苗、hCG GA68 突变型疫苗及人β-hCG抗树突状细胞相关抗体疫 苗,这些疫苗许多已经进行过Ⅰ期甚至Ⅱ期临床试 验[15],但并非所有肿瘤细胞都表达β-hCG,有些正 常组织细胞也能低表达β-hCG,故基于此的基因治 疗仍有许多需要考虑和改进的地方。
早在90年代学者们已经开始研究hCG与甲状 腺的关系了,但他们之间具体关系却并不明确, 也较少有人研究hCG对甲状腺肿瘤细胞本身的作 用,Yoshimura等[17]认为 hCG具有与TSH相似的 调节碘代谢作用,能竞争性与促甲状腺激素受体 TSHR结合继而刺激甲状腺细胞生长,具有剂量依 赖性,且适宜浓度与正常妊娠期母体内hCG的浓 度相似。但是hCG对甲状腺癌的作用目前仍有争 论,在丹麦一个大型的促生育剂队列研究中,发 现hCG与甲状腺癌的发生并无显著的相关性[18]。
本研究发现,高浓度的hCG能显著促进甲状腺 乳头状癌细胞的增殖活性,在浓度为10及100 IU/ml 时最为明显,细胞周期的结果也证实了这一点。在 MTT实验中,我们看到在浓度为100 IU/ml的hCG分 别作用24、48、72 h后增殖活力明显增加,但是细 胞周期的结果示48 h周期最为活跃,到72 h有所减 低,这之间的矛盾可能与培养细胞的营养环境改变 有关,72 h处于增殖期的细胞比例会有所下降。
本文通过体外细胞学实验,证实hCG对甲状 腺乳头状癌细胞的生长有明显促进作用,对细胞 周期有明显促进,但仍需要更进一步的实验来探 讨其作用途径及相关分子水平变化以及不同种类 的hCG对甲状腺癌细胞的作用和相互关系。对于 临床工作者来说,更需要重视妊娠期甲状腺癌患 者,对其密切随访,制定更为有效的治疗方法, 以减少肿瘤的复发和转移。
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