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微阀和液膜双控微流控系统的构建及其在乳腺癌细胞相互作用中的应用

作　者: 刘阿静
导　师: 王进义
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 细胞生物学
关键词: 微阀 液膜 微流控系统 乳腺癌细胞 相互作用
分类号: R737.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


乳腺癌是最多发的女性恶性肿瘤，占全球癌症病例总数的23%，并导致14%的患者死亡。乳腺癌转移是复杂的、多因素参与的动态过程，并具有器官偏好性，常转移至肝、脑、肺、骨等人体主要器官。研究表明转移至肺的乳腺癌细胞能够自播种至原发肿瘤并促进其生长，但自播种后原发瘤内两种乳腺癌细胞的共存状态和相互作用尚未完全阐明。肿瘤转移是导致不良预后和高死亡率的主要原因，而自播种则加剧了肿瘤转移的复杂性。因此，研究自播种后两种乳腺癌细胞的运动迁移能力变化、渗透动态以及共存状态等，对于深入理解肿瘤自播种对于肿瘤发展恶化的影响具有重要意义。传统的研究细胞迁移的方法有Boyden/Transwell小室法和细胞划痕法。这两种方法简单易行，但Boyden/Transwell小室法无法直观地观察细胞迁移的动态过程，而划痕法则会导致伤口边缘细胞受损。基于微流控芯片的层流法用于细胞迁移，避免了细胞机械损伤并易于实时观察和定量计算，但却难以满足多种细胞共培养和共存形态观察的需求。本研究中，我们设计并制备了一种微阀和液膜双控微流控系统，研究了参与体内自播种的两种乳腺癌细胞的迁移、渗透行为和共存形态。本实验利用芯片内液膜和阀门双重控制，分析了微柱间距宽度、液流流速与液膜形成之间的关系，实现了4种模式的细胞培养，分别用于随后的细胞迁移、渗透和共存形态研究。流速测试实验表明，20μm微间距的芯片上5μl min-1和10μl min-1流速可有效实现液膜控制。活力鉴定表明MDA-MB231（MDA231）和MDA231-LM2（LM2）细胞的活力良好，分别达到99.1%和99.3%。共培养迁移结果表明两种细胞会相互吸引和运动，且LM2细胞的迁移数量、迁移面积和迁移距离均大于MDA231细胞；条件培养基诱导单培养细胞迁移的结果显示，肿瘤细胞分泌物能够明显提高其它肿瘤细胞的迁移能力。共培养渗透试验中，自播种的种子细胞LM2能向MDA231细胞群内运动，且在60h的培养期内，细胞数量随时间推移不断增加，呈现先快后慢的特征；LM2与MDA231细胞的数量比越大，渗透发生得越早越快。免疫荧光试验显示，Fasin-1蛋白主要位于MDA231细胞与LM2细胞的核周细胞质与细胞突起中，且未在细胞斜交部位大量表达，表明两种乳腺癌细胞内的Fascin-1在自播种过程中发挥调节细胞骨架变形和细胞侵袭、粘附的作用。综上所述，该研究为乳腺癌自播种相关的肿瘤细胞迁移和共存动态建立了研究平台，为进一步研究肿瘤与肿瘤相关细胞之间的多模式共（单）培养以及相互作用研究提供了技术依据，并可推广至更多的生理和病理背景下细胞相互作用的研究中。

全文目录


摘要  6-8
ABSTRACT  8-13
文献综述  13-31
  第一章 乳腺癌疾病及其转移的研究进展  13-24
    1.1 序言  13
    1.2 乳腺癌简述  13-17
      1.2.1 乳腺癌分类  13-14
      1.2.2 乳腺癌的发病机制  14-17
    1.3 乳腺癌的转移  17-24
      1.3.1 肿瘤微环境变化  17-18
      1.3.2 肿瘤转移与上皮-间质转化 (EMT)的关系  18-21
      1.3.3 肿瘤转移的方向性  21-24
  第二章 微流控芯片研究进展  24-31
    2.1 序言  24
    2.2 微流控芯片的发展简史  24-25
    2.3 微流控芯片在细胞领域的应用概述  25-31
本研究的目的和意义  31-32
实验研究  32-65
  第三章 芯片的设计制备及液膜形成与控制  32-41
    3.1 试剂与仪器  32
    3.2 实验方法  32-36
      3.2.1 液膜形成原理  32-33
      3.2.2 芯片设计及制备  33-34
      3.2.3 液膜形成与控制研究  34-35
      3.2.4 CFD 模拟液膜形成与控制  35-36
    3.3 结果与分析  36-40
      3.3.1 芯片设计与制作  36
      3.3.2 液膜形成流速测试与分析  36-38
      3.3.3 液膜形成与 CFD 模拟  38-40
    3.4 讨论  40
    3.5 小结  40-41
  第四章 芯片内细胞  41-46
    4.1 仪器与试剂  41
    4.2 实验方法  41-43
      4.2.1 芯片表面处理  41
      4.2.2 芯片内细胞图形化接种和培养  41-43
      4.2.3 芯片内细胞活力鉴定  43
    4.3 结果与分析  43-44
      4.3.1 芯片内细胞图形化接种和培养  43-44
      4.3.2 芯片内细胞活力鉴定结果  44
    4.4 讨论  44-45
    4.5 小结  45-46
  第五章 芯片内乳腺癌细胞迁移分析  46-55
    5.1 试剂与仪器  46
    5.2 实验方法  46-48
      5.2.1 细胞培养与液膜控制  46-47
      5.2.2 细胞迁移研究  47-48
    5.3 结果与分析  48-52
      5.3.1 细胞培养与液膜控制  48-49
      5.3.2 细胞迁移定量分析  49-51
      5.3.3 单培养细胞迁移  51-52
    5.4 讨论  52-54
    5.5 小结  54-55
  第六章 乳腺癌自播种种子细胞渗透研究  55-60
    6.1 试剂与仪器  55
    6.2 实验方法  55-56
      6.2.1 活细胞荧光染色  55-56
      6.2.2 细胞接种及培养  56
      6.2.3 细胞渗透研究  56
    6.3 结果与分析  56-59
    6.4 讨论  59
    6.5 小结  59-60
  第七章 乳腺癌细胞共存形态的研究  60-65
    7.1 试剂与仪器  60
    7.2 实验方法  60-61
      7.2.1 芯片上细胞接种与培养  60-61
      7.2.2 免疫细胞化学染色  61
      7.2.3 染色结果分析  61
    7.3 结果与分析  61-63
      7.3.1 芯片上细胞接种与培养  61-62
      7.3.2 免疫细胞化学染色结果分析  62-63
    7.4 讨论  63-64
    7.5 小结  64-65
总结与展望  65-66
参考文献  66-73
缩略词  73-74
致谢  74-75
作者简介  75

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中图分类: > 医药、卫生 > 肿瘤学 > 泌尿生殖器肿瘤 > 乳腺肿瘤
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