TRAIL基因修饰脐带间充质干细胞联合5-氟尿嘧啶对U-87MG、A549及HeLa细胞杀伤作用研究

目的 研究TRAIL基因修饰的脐带间充质干细胞（TRAIL-MSCs）联合化疗药5-氟尿嘧啶（5-FU）对人脑胶质瘤细胞U-87MG、人肺癌细胞A549和人宫颈癌细胞HeLa的杀伤作用。方法 通过基因工程手段结合慢病毒转染体系构建高表达十二聚体TRAIL蛋白（dTRAIL）的TRAIL-MSCs，应用流式细胞技术检测TRAIL-MSCs的生物学特性；通过ELISA技术检测TRAIL-MSCs分泌的TRAIL量来评估转染效果；CCK-8法检测低浓度（0、1、2、4、8、16 μg/mL）5-FU对U-87MG、A549、HeLa细胞的增殖抑制率，并计算其对各细胞的半数抑制浓度（IC₅₀）；CCK-8法检测5-FU（IC₅₀）、UC-MSCs培养上清、TRAIL-MSCs培养上清、5-FU（IC₅₀）＋UC-MSCs培养上清和5-FU（1/4 IC₅₀、1/2 IC₅₀和IC₅₀）＋TRAIL-MSCs培养上清对U-87MG、A549、HeLa细胞的增殖抑制率，计算5-FU和TRAIL-MSCs培养上清的相互作用系数（CDI）；Westernblotting法检测5-FU对U-87MG、A549、HeLa细胞死亡受体DR4、DR5蛋白表达的影响；台盼蓝染色法观察5-FU、UC-MSCs、TRAIL-MSCs、5-FU＋UC-MSCs和5-FU＋TRAIL-MSCs对U-87MG、A549、HeLa细胞的杀伤作用。结果 生物学检测结果表明TRAIL-MSCs在维持UC-MSCs生物学特性的同时能够高表达TRAIL蛋白。5-FU对U-87MG、A549、HeLa细胞均有增殖抑制作用，抑制作用由高到底依次为HeLa细胞（IC₅₀为9.15 μg/mL） >A549细胞（IC₅₀为10.62 μg/mL） >U-87MG细胞（IC₅₀为22.37 μg/mL）。与对照组比较，除A549细胞UC-MSCs培养上清组外，各处理组细胞增殖抑制率均显著升高（P<0.01、0.001）；与相应各5-FUIC₅₀及TRAIL-MSCs培养上清组比较，U-87MG、HeLa细胞5-FU （1/4 IC₅₀、1/2 IC₅₀和IC₅₀） ＋TRAIL-MSCs培养上清组细胞增殖抑制率均显著升高（P<0.001），A549细胞5-FU （IC₅₀） ＋TRAIL-MSCs培养上清组细胞增殖抑制率显著升高（P<0.01、0.001）；5-FU （1/2 IC₅₀） ＋TRAIL-MSCs培养上清组对U-87MG的细胞增殖抑制协同效应最显著（CDI<0.7且P<0.001）； 5-FU （1/4 IC₅₀） ＋TRAIL-MSCs培养上清组对A549的细胞增殖抑制具有协同作用，但其协同效果并不显著； 5-FU （1/4 IC₅₀） ＋TRAIL-MSCs培养上清组对HeLa细胞增殖抑制的协同效果最显著（CDI<0.7且P<0.01）。经5-FU处理后U-87MG、A549、HeLa细胞DR4和DR5的蛋白表达明显升高，其中DR5的表达水平高于DR4，与对照组比较差异均具有统计学意义（P<0.001）。与对照组比较，5-FU、TRAIL-MSCs和5-FU＋TRAIL-MSCs组对于肿瘤细胞U-87MG、A549、HeLa均具显著的杀伤作用（P<0.001）；与5-FU或TRAIL-MSCs组比较，5-FU＋TRAIL-MSCs组的杀伤效果更显著（P<0.001）。结论 TRAIL-MSCs联合低浓度的5-FU对肿瘤细胞U-87MG、A549和HeLa具有显著的细胞杀伤作用，二者联用协同效果显著，机制可能与5-FU提高DR4、DR5蛋白表达、提高肿瘤细胞对TRAIL-MSCs的敏感性相关。

Killing effect of TRAIL gene modified umbilical cord mesenchymal stem cells combined with 5-fluorouracil on U-87MG, A549 and HeLa cells