肿瘤干细胞来源的DC-CIK 对同源肿瘤细胞的杀伤作用

【摘要】目的 观察干细胞负载树突细胞诱导的杀伤细胞（CSC-DC-CIK）作为效应细胞对同源肿瘤细胞的杀伤作用,探讨CSC 抗原参与肿瘤杀伤作用的可行性。方法 培养肾癌细胞株A498 和肺癌细胞株A549,用流式分选术分离纯化CD133+细胞,分别作为肾癌干细胞（KSC）和肺癌干细胞（LSC）,冻融法制备抗原。提取健康产妇脐带血的单个核细胞,体外扩增诱导生成DC 和CIK 细胞。分别用上述CSC 抗原负载DC,与CIK 共培养（CSC-DC-CIK）,流式细胞术分析DC 和CIK 细胞免疫表型,ELISA 法检测细胞因子分泌水平,用乳酸脱氢酶（LDH）释放法检测CSCDC- CIK 对同源肿瘤细胞的杀伤效率。结果CSC-DC 的DC 免疫表型CD40+、CD80+、CD86+及HLA-DR+的表达均高于单纯DC 的相应免疫表型的表达（P < 0.01）;DC、CSC-DC 与CIK 共培养后的DC 免疫表型CD40+、CD80+、CD86+ 及HLA-DR+的表达均高于共培养前（P < 0.01）;CSC-DC 与CIK 共培养后的DC 免疫表型CD40+、CD80+、CD86+及 HLA-DR+的表达高于DC 与CIK 共培养后的相应免疫表型（P < 0.01）;DC、CSC-DC 与CIK 共培养后的CIK 免疫表型CD3+、CD8+、CD56+的表达高于共培养前（P < 0.01）;CSC-DC 与CIK 共培养后的CIK 免疫表型CD3+、CD8+、CD56+ 的表达高于DC 与CIK 共培养后的CIK 相应免疫表型（P < 0.01）;DC、CSC-DC 与CIK 共培养后的IFN-γ、TNF-α和 IL-2 分泌水平高于共培养前（P < 0.01）;CSC-DC 与CIK 共培养后的IFN-γ、TNF-α和IL-2 分泌水平高于DC 与CIK 共培养后的相应细胞因子表达（P < 0.01）;KSC-DC-CIK 组和LSC-DC-CIK 组对靶细胞的杀伤率为（50.21±4.24）% 和（49.32±3.89）%,明显高于DC-CIK 组的（30.25±3.11）%（F=89.157,P < 0.01）。结论 CSC 抗原负载DC 活化CIK （CSC-DC-CIK）对同源肿瘤细胞有更好的杀伤作用,对其作用机制和临床应用的可能性尚需深入研究。     

树突状细胞联合细胞因子诱导的杀伤细胞体内外抗肺癌的实验效应研究

目的探讨树突状细胞（DC）联合细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK）在体内外对肺癌的影响。方法正常人外周血单个核细胞经不同细胞因子作用后培养成DC和CIK细胞,单个核细胞经贴附塑料平皿获得单核细胞,加入GM-CSF,IL-4及TNF-a诱导获得DC,悬浮细胞加入IFN-g,24h后IL-1a,IL-2及CD3McAb诱导获得CIK,将A549制备成肿瘤细胞冻融物,作为肿瘤抗原刺激DC,并将DC与CIK细胞联合培养（DC＋CIK,负载抗原的DC＋CIK）,以CIK细胞单独培养作为对照。用流式细胞仪分析细胞表型,自体混合淋巴细胞反应和异体混合淋巴细胞反应检测其刺激T细胞的的增殖活性。Cytotoxicity TOX96体外杀伤实验测定体外细胞毒活性,同时用A549细胞系建立荷瘤裸鼠模型研究其体内抗肺癌活性。结果在培养的第15d,与负载抗原的DC共同培养的CIK与CIK细胞单独培养细胞相比,增殖速率明显提高[（23.4±2.3）倍vs（16.7±2.7）倍,P〈0.05],CD3＋CD56＋细胞表达水平也明显提高,[（64.3±3.6）%vs（43.9±2.1）%,P〈0.05],同时负载抗原的DC的CIK对A549细胞的体外下细胞毒活性增强,体内实验显示,与单独培养的CIK细胞相比,与负载抗原的DC共同培养的CIK,可明显抑制接种瘤细胞的裸鼠成瘤率,DC＋CIK与负载抗原的DC＋CIK在抗六效应上没有明显差异。结论 DC与CIK细胞共培养后可提高CIK细胞的增殖速率,提高CIK细胞表型的表达水平,增强CIK体内抗肺癌的活性。将来可作为一种临床有效的过继免疫治疗策略。     

树突状细胞联合细胞因子诱导的杀伤细胞体外抗肺癌的实验研究

目的探讨树突状细胞（DC）联合细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK）在体内外能否有效的抗肺癌。方法正常人外周血单个核细胞经不同细胞因子作用后培养成DC和CIK细胞,单个核细胞经贴附塑料平皿获得单核细胞,加入GM—CSF,IL-4及TNF—a诱导获得DC,悬浮细胞加入IFN—g,24h后IL-1a,IL-2及CD3McAb诱导获得CIK,将A549制备成肿瘤细胞冻融物．作为肿瘤抗原刺激DC,并将DC与CIK细胞联合培养（DC＋CIK,负载抗原的DC＋CIK）,以CIK细胞单独培养作为对照。CytotoxicityTOX96体外杀伤实验测定体外细胞毒活性。结果在培养的第15d．与负载抗原的DC共同培养的CIK与CIK细胞单独培养细胞相比,增殖速率明显提高[（23．4±2．3）倍vs（16．7±2．7）倍,P〈0．05],CD3＋CD56＋细胞表达水平也明显提高,[（64．3±3．6）％vs（43．9±2．1）％,P〈0．05],同时负载抗原的DC的CIK对A549细胞的体外下细胞毒活性增强。结论DC与CIK细胞共培养后可提高CIK细胞的增殖速率,提高CIK细胞表型的表达水平,增强CIK抗肺癌的活性．将来可作为一种临床有效的过继免疫治疗策略。     

CIK细胞诱导及对K562细胞毒作用的研究

目的 体外诱导细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK),并研究其生物学活性.方法 从外周血分离单个核细胞(PBMC),经过细胞因子诱导、培养并扩增CIK细胞,以LAK细胞作比较,检测CIK的增殖能力,流式细胞仪检测CIK细胞表面标志CD3、CD56,MTT法检测对K562细胞系杀伤活性.结果 CIK细胞第二周进入快速增殖期,到第21d扩增倍数超过120倍,CD3 、CD56 细胞扩增倍数达15倍以上;CIK对K562细胞的杀伤能力明显优于LAK细胞.结论 CIK细胞是一种具有很强杀瘤活性的免疫活性细胞,具有临床应用前景.     

不同冻存条件对细胞因子诱导的杀伤细胞的细胞表型及杀伤活性的影响

目的 探讨不同冻存条件下细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)细胞表型的变化及对K562细胞杀伤活性的影响.方法 收集培养12 d的CIK细胞,分别冻存于-80℃冰箱及液氮中,于冻存后4、12、24周复苏,通过流式细胞仪检测CIK细胞表型变化,CCK-8法测定其对K562细胞的杀伤活性,并与未冻存CIK细胞进行比较.结果 液氮冻存4、12、24周及-80℃冻存4周后复苏培养的CIK细胞增殖、细胞存活率、免疫细胞表型及对K562的杀伤活性与未冻存组比较差异无统计学意义(P＞0.05).-80℃冻存12周及24后复苏培养的CIK细胞与未冻存组比较,细胞增殖明显抑制,细胞存活率低,CD3+、CD3 +/CD4+、CD3 +/CD8+、CD3 +/CD56+细胞比例显著降低,对K562细胞杀伤活性显著抑制(P＜0.05).结论 临床治疗中CIK细胞应尽量冻存于液氮中,如冻存于-80℃时冻存时间应≤4周.     

应用FACS检测CIK的抗肿瘤活性

目的 探讨体外CIK细胞(cytokine-induced killer)对肿瘤细胞的细胞毒作用.方法 从健康人外周血分离淋巴细胞,经过IFN γ、CD3McAb、IL-2诱导、培养,获得CIK细胞.FACS检测CIK细胞的表型;用CFSE标记靶细胞以区分效应细胞,再以PI染色,FACS检测靶细胞的死亡率.结果 CIK细胞高度表达CD3、CD8 、CD3 CD8 、CD3 CD56 ,依次为089.33%、46.26%、58.98%、30.83%.CIK对NK敏感的K562及不敏感HL60、Hela均表现出较强杀伤活性.结论 细胞因子IFN γ、CD3McAb、IL-2体外诱导的单核细胞具有强大的增殖力和杀伤活性及非MHC限制性.     

耐药乳腺癌裸鼠模型免疫治疗初探

目的 耐药乳腺癌表现为治疗效果差,转移率高,死亡率高的一种恶性程度极高的肿瘤性疾病。有研究表明,细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK）在树突细胞（DC）辅助下,对耐药肿瘤细胞的杀伤能力可能超过T细胞。本实验利用DC与CIK联合培养,比较在不同条件下对乳腺癌多药耐药细胞株的杀伤效应。 方法 分离健康人外周血获得单个核细胞,分别诱导为树突细胞（DC）和CIK细胞,将人类乳腺癌耐药细胞株MCF-7/ADR细胞的冻融物抗原冲击DC（AP-DC）,分别将DC与CIK细胞共培养（AP-DC+CIK 、DC+CIK）,CIK细胞单独培养作对照。用流式细胞仪分析细胞表型,酶联免疫吸附法（ELISA）测定分泌IL-12、TNF-α、IFN-γ和IL-2水平,MTT法测定细胞毒效应。结果 DC和CIK细胞共孵育,使CIK细胞的CD3CD56双阳性细胞的比例及分泌IFN-γ、TNF-α和IL-2的水平增高,DC的成熟表型和分泌IL-12的水平增加,其中均以AP-DC+CIK组增高最为明显,和其他组间比较差异有统计学意义。对乳腺癌耐药细胞MCF-7/ADR的细胞毒效应,AP-DC+CIK组杀伤效应最强, 与DC+CIK组和CIK组比较差异均有统计学意义;结论 经耐药肿瘤抗原负载的DC与CIK共同作用后,其对耐药乳腺癌细胞MCF-7/ADR的抗瘤免疫能力最强,为临床治疗耐药肿瘤带来希望。     

CIK细胞体外培养的免疫表型

目的探讨体外培养过程中细胞因子激活的杀伤细胞(CIK)免疫表型的动态变化。方法通过向外周血单个粒细胞(PBMC)中加入白细胞介素2(IL-2)、γIL-1α、γ干扰素(γ-IFN)与抗CD3McAb,诱导出CIK细胞。经流式细胞分析法对CIK细胞进行动态表型分析。结果动态表型分析显示,在第14~21天时CD3 CD16 56 细胞为(31·6±5·5)%~(35·8±9·7)%,呈高表达的平台期。结论CIK细胞在体外培养14~21d,CIK细胞CD3 CD16 56 双阳性细胞呈高表达,此时临床应用可取得较好疗效。     

DC-GPC3联合CIK 细胞的体外抗肝癌作用

摘要： 目的 探讨磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3 （GPC3） 基因转染的树突状细胞 （DC-GPC3） 与细胞因子诱导杀伤细胞（CIK） 共培养 （DCIK-GPC3） 后, 对 CIK 的生物活性及体外抗肝癌细胞作用。方法 流式细胞术检测 DCIK-GPC3、 DC-CIK 及 CIK 各组效应细胞免疫表型, MTT 法检测各组效应细胞培养上清液中白细胞介素 （IL） -2 生物活性, 酶联免疫吸附试验 （ELISA） 检测细胞培养上清液中 IL-2、 干扰素 γ （IFN-γ） 浓度。乳酸脱氢酶释放实验分别检测各组效应细胞对肝癌 HepG2 细胞的细胞毒活性。结果 DCIK-GPC3 表面高表达 CD3+ CD8+ 和 CD3+ CD56+ 双阳性细胞, 与 DCIK 及 CIK 比较差异有统计学意义 （P＜0.05）; CIK、 DCIK、 DCIK-GPC3 培养上清液中 IL-2 生物活性、 浓度以及 IFN-γ 浓度均依次升高, 组间多重比较差异有统计学意义 （P＜0.05）; 在 20∶1 及 50 ∶1 效靶比, CIK、 DCIK、 DCIK- GPC3 对 HepG2 细胞的细胞毒活性依次升高, 组间多重比较差异均有统计学意义 （P＜0.05）。结论 CIK 与 DC- GPC3共培养可获得更强的体外杀伤肝癌细胞活性, 为DCIK-GPC3用于临床免疫治疗提供了理论和实验依据。     

重组人纤维蛋白片段包被培养对CIK增殖和活性的影响

【摘要】目的 重组人纤维蛋白片段（RetroNectin）包被培养对细胞因子诱导的杀伤细胞（cytokine-induced killer cells,CIK）体外增殖和杀伤活性的影响,以期获得扩增效率和活性更为理想的免疫活性细胞,为临床治疗提供依据。方法 提取急性白血病(Acute leukemia,AL)患者外周血单个核细胞,分别采用RetroNectin联合抗CD3单抗包被与传统方法培养获得CIK细胞,检测各组免疫活性细胞的增殖效率、上清液细胞因子含量、对自体白血病细胞的杀伤活性以及增殖过程中的凋亡情况。结果 ①不同RetroNectin浓度组CIK扩增倍数依次为254.31±41.03倍、233.35±50.12倍、174.29±32.83倍;传统方法CIK培养组为102.01±31.27（P<0.05）。②包被组培养上清液IL-2、IL-12、TNF、IFN-γ分泌高于传统培养方法组（P<0.05）。③CIK对自体白血病细胞的杀伤活性,RetroNectin包被组亦高于传统方法培养组（P<0.05）。④RetroNectin包被培养过程中细胞凋亡率较传统培养方法下降（P<0.05）。⑤细胞增殖、杀伤活性12.5ug/mL、9.375ug/mL的RetroNectin包被组均高于6.25ug/mL组（P<0.05）,且前两组差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 RetroNectin包被技术应用于CIK体外培养可以获得增殖率和活性更高的免疫活性细胞,是一种值得临床推荐的有效的培养方法。     

趋化因子受体5及其配体促进乳腺癌细胞的趋化和侵袭的研究

目的探讨趋化因子受体5（CCR5）及其配体（RANTES）对乳腺癌细胞趋化活性和侵袭活性的促进作用。方法用反转录聚合酶链反应、免疫组织化学法测定乳腺癌细胞株MCF-7的CCR5mRNA及蛋白水平,RANTES的作用下,以无血清RPMI1640培养液作为阴性对照组,含乳腺癌细胞的无血清RPMI1640培养液为对照组,加有CCRSmAb的乳腺癌细胞无血清RPMI1640为实验组,通过趋化小室法检测MCF-7细胞的趋化活性和侵袭活性,并与CCR5的封闭进行对照研究。结果迁移至多聚碳酸酯膜背面的乳腺癌细胞数明显多于相应的阴性对照组,实验组和对照组迁移至多聚碳酸酯膜背面的细胞分别为（73．0±9．8）、（7．6±1．5）个／HP,差异有统计学意义（t=11．85,P〈0．01）;穿透Matrigel基质胶到达多聚碳酸酯膜背面的乳腺癌细胞数明显多于相应的阴性对照组,实验组和对照组迁移至多聚碳酸酯膜背面的细胞分别为（19．7±4．0）、（2．3±-0．6）个／HP,差异有统计学意义（t=7．37,P〈0．01）。乳腺癌细胞株MCF-7有CCR5mRNA及蛋白质的表达,其配体RANTES对MCF-7细胞有明显的趋化活性和侵袭活性,CCR5的封闭也能抑制MCF-7细胞的这种趋化活性和侵袭活性。结论乳腺癌细胞株MCF-7有CCR5的表达,且其表达能够促进MCF-7细胞的趋化和侵袭。     

唾液腺嗜酸细胞型黏液表皮样癌临床病理分析

目的探讨唾液腺嗜酸细胞型黏液表皮样癌的临床病理特征、诊断及鉴别诊断。方法对1例唾液腺嗜酸细胞型黏液表皮样癌进行临床病理学观察及组织化学、免疫组织化学染色标记,并通过相关文献复习,对病理诊断及鉴别诊断等进行分析。结果肿瘤由嗜酸性细胞、表皮样细胞、黏液细胞及中间型细胞构成,部分区域仅见被纤维结缔组织分隔呈片状、巢状或腺状排列的嗜酸性细胞,瘤细胞大小～致、形态温和,内含丰富的嗜酸性颗粒。组织化学染色：黏液分泌细胞及部分表皮样细胞PAS染色阳性。免疫组织化学染色：细胞角蛋白7（CK7）、细胞角蛋白20（CK20）阳性,CEA肿瘤细胞灶状显示阳性,神经元特异性烯醇化酶（NSE）、嗜铬蛋白A（CgA）阴性。结论唾液腺嗜酸细胞型黏液表皮样癌是黏液表皮样癌的一种亚型,极为罕见。组织学检查对本病的诊断具有重要作用,需要与唾液腺嗜酸性细胞腺瘤、多形性腺瘤及黏液性囊腺瘤进行鉴别。     

曲格列酮在人前列腺癌细胞中对核受体结合蛋白1表达调控的影响

目的探讨在人前列腺癌株DU145细胞中过氧化物酶体增殖活化受体γ(PPARγ)的特异性激动剂曲格列酮对核受体结合蛋白1(NRBP1)的表达调控作用。方法 MTT法检测不同浓度曲格列酮(浓度分别为0.5、5.0、10.0μmol/L)作用24 h后对DU145细胞增殖的影响。在DU145细胞中用PPARγ的特异性激动剂曲格列酮处理24 h后,在转录水平和翻译水平检测NRBP1的表达。结果曲格列酮各浓度实验组对细胞的活性和增殖无影响(P>0.05)。曲格列酮作用于DU145细胞后在转录水平和翻译水平对NRBP1有明显抑制作用。结论 PPARγ在DU145细胞中可抑制NRBP1的表达。     

三阴性乳腺癌组织CK5/6表达与血行微小转移关系的研究

目的 探讨三阴性乳腺癌组织细胞角蛋白5/6(CK5/6)表达与血行微小转移的关系.方法 选择2014年12月-2016年8月收治的40例女性三阴性乳腺癌术后切除组织及相关临床病理资料,进行免疫组化染色及结果判定,应用CanPatrol技术对循环肿瘤细胞(CTCs)进行分型检测.观察CK5/6的表达情况、CTCs分型计数及其与临床病理特征的关系.结果 三阴性乳腺癌CK5/6阳性表达率为62.5％.CK5/6的表达和CTC分型计数与临床病理特征无相关性(P＞0.05).CK5/6阴性表达患者术后混合型和间质型CTC计数高于阳性表达患者(P＜0.05).结论 三阴性乳腺癌CK5/6阴性表达者更易发生早期血行微小转移.     

SLC34A2通过JAK-STAT信号通路调节肺癌肿瘤干细胞侵袭和增殖作用研究

目的 探讨SLC34A2对肺癌肿瘤干细胞(carcinoma-initiating cells,CICs)侵袭和增殖作用的影响及机制.方法 采用流式细胞仪分选技术从肺癌细胞株H1650中分选出CD44 +/CD133+的CICs;LV3-SLC34A2组沉默SLC34A2基因,LV3-NC组为对照.使用绿色荧光蛋白及免疫印迹法检测SLC34A2沉默效率及沉默效果;沉默SLC34A2后,免疫印迹法检测SLC34A2编码蛋白NaPi-Ⅱb的表达,使用Transwell侵袭实验检测对CICs侵袭能力的影响,肿瘤细胞成球实验检测对CICs增殖能力的影响,免疫印迹法检测JAK/STAT信号通路相关蛋白的表达情况.结果 与LV3-NC组比较,LV3-SLC34A2组中NaPi-Ⅱb蛋白的表达水平下降(P＜0.05).沉默SLC34A2可以有效抑制肺癌CICs的侵袭和增殖能力(P＜0.05),并使JAK/STAT信号通路中的P-JAK和P-STAT蛋白表达相应降低(P＜0.05).结论 沉默SLC34A2基因可能通过调控JAK/STAT信号通路来抑制肺癌CICs的侵袭和增殖作用.     

Nanog与CD44在胃癌细胞株MKN45球体细胞中的表达及其意义

目的检测与干细胞相关的2种因子胚胎干细胞相关转录因子4(Nanog)和分化抗原簇44(CD44)在胃癌细胞株MKN45悬浮球体细胞中的表达。方法选择人胃癌细胞株MKN45,在含有表皮生长因子(EGF)及成纤维生长因子(b FGF)无血清培养液中培养,观察球体形成情况;采用免疫印迹(Western blot)、免疫荧光与实时定量聚合酶链反应(q RT-PCR)检测干细胞相关基因Nanog和CD44在球体细胞及原代贴壁细胞中的表达差异。结果胃癌细胞株MKN45在无血清培养条件下能形成悬浮球体,球体细胞中的Nanog和CD44的m RNA相对表达量分别为2.34±0.22和1.18±0.04,明显高于贴壁细胞中的Nanog和CD44的m RNA相对表达量1.00±0.00和1.00±0.05;球体细胞中的Nanog和CD44的蛋白质相对表达量分别为0.18±0.02和0.24±0.04,明显高于贴壁细胞中的相对表达量0.07±0.02和0.18±0.01(P<0.05)。球体细胞中Nanog主要分布在细胞核周围及细胞质中,而CD44主要在细胞膜上表达,且同一个球体细胞中的Nanog与CD44大多同时表达。结论胃癌细胞株MKN45在无血清培养条件下形成的球体细胞具有肿瘤干细胞的特性。Nanog/CD44共表达细胞可能是胃癌干细胞的一种表型。     

血管内皮生长因子反义寡核苷核对前列腺癌细胞PC3生长特性的影响

目的探讨血管内皮生长因子(VEGF)反义寡核苷核对前列腺癌细胞PC3生长特性的影响。方法采用新型脂质体Oligofectamine携带VEGF反义寡核苷酸转染激素非依赖性前列腺癌细胞PC3,实验分为对照组、反义寡核苷核苷酸组和正义寡核苷酸组。Western Blot杂交的方法检测细胞VEGF蛋白的表达,四甲基偶氮唑蓝法(MTT)检测细胞增殖变化,流式细胞仪检测细胞凋亡情况。结果新型脂质体可以携带VEGF反义寡核苷酸转染前列腺癌细胞PC3,与对照组和正义寡核苷酸组比较,反义寡核苷酸组细胞VEGF蛋白的表达明显下降,增殖受到明显抑制,凋亡率增加。结论新型脂质体Oligofectamine可以携带VEGF反义寡核苷酸成功转染前列腺癌细胞PC3,抑制VEGF的表达,进而抑制肿瘤细胞的增殖,促进其凋亡。     

BNIP3介导的线粒体自噬对低氧环境下卵巢癌HO-8910PM细胞侵袭转移的影响#br#

目的　探讨常氧及低氧条件下卵巢癌HO-8910PM细胞线粒体外膜蛋白B淋巴细胞瘤-2基因/腺病毒E1B相互作用蛋白3（BNIP3）的表达变化及其对线粒体自噬和细胞侵袭转移的影响。方法　将人高转移性卵巢癌细胞株HO-8910PM分为常氧组、低氧组、低氧+BNIP3 siRNA组，各组细胞处理48 h后，应用吖啶橙染色及透射电镜观察细胞线粒体自噬的变化；划痕实验及Transwell小室检测细胞迁移和侵袭能力的改变；实时荧光定量PCR（qPCR）和Western blot分析BNIP3、自噬微管相关蛋白轻链3-Ⅱ（LC3-Ⅱ）的基因及蛋白表达变化。结果　在低氧条件下，吖啶橙染色结果显示HO-8910PM细胞线粒体自噬率显著增加，透射电镜结果显示HO-8910PM细胞线粒体自噬小体显著增多（P＜0.01）。转染BNIP3 siRNA后细胞线粒体自噬、细胞迁移率和侵袭率均显著受抑（P＜0.01）。低氧组BNIP3、LC3-Ⅱ的mRNA和蛋白表达明显增高，低氧条件下转染BNIP3 siRNA后BNIP3、LC3-Ⅱ的mRNA和蛋白表达明显下调（P＜0.01）。结论　在低氧条件下抑制卵巢癌HO-8910PM细胞BNIP3的表达可显著抑制线粒体自噬，降低细胞迁移和侵袭能力。     

Differential cytotoxic effects of mono-(2-ethylhexyl) phthalate on blastomere-derived embryonic stem cells and differentiating neurons

Potential applications of embryonic stem (ES) cells are not limited to regenerative medicine but can also include in vitro screening of various toxicants. In this study, we established mouse ES cell lines from isolated blastomeres of two-cell stage embryos and examined their potential use as an in vitro system for the study of developmental toxicity. Two ES cell lines were established from 69 blastomere-derived blastocysts (2.9%). The blastomere-derived ES (bm-ES) cells were treated with mono-(2-ethylhexyl) phthalate (MEHP) in an undifferentiated state or after directed differentiation into early neural cell types. We observed significantly decreased cell viability when undifferentiated bm-ES cells were exposed to a high dose of MEHP (1000 μM). The cytotoxic effects of MEHP were accompanied by increased DNA fragmentation, nuclear condensation, and activation of Caspase-3, which are biochemical and morphological features of apoptosis. Compared to undifferentiated bm-ES cells, considerably lower doses of MEHP (50 and 100 μM) were sufficient to induce cell death in early neurons differentiated from bm-ES cells. At the lower doses, the number of neural cells positive for the active form of Caspase-3 was greater than that for undifferentiated bm-ES cells. Thus, our data indicate that differentiating neurons are more sensitive to MEHP than undifferentiated ES cells, and that undifferentiated ES cells may have more efficient defense systems against cytotoxic stresses. These findings might contribute to the development of a new predictive screening method for assessment of hazards for developmental toxicity.