[发明专利]使用其中进行了调控使赖氨酰-tRNA合成酶被表达或不被表达的细胞或球状聚集的细胞的培养筛选癌症转移抑制剂的方法

说明书

发明的背景

1.技术领域

本发明涉及一种用于通过对三维胶原蛋白凝胶环境中培养的其中进行了调控使赖氨酰-tRNA合成酶被表达或不被表达的细胞系或球状聚集的细胞系分析癌细胞中的细胞-细胞粘附、细胞-细胞外基质(ECM)粘附、细胞粘附信号传导的激活以及癌细胞播散来筛选(screening)癌转移抑制剂的方法，以及涉及一种用于监测癌细胞的迁移、浸润和转移的方法。

2.相关技术的说明

已知90％的癌症死亡是由于转移。当癌细胞通过血液流动和其他因素迁移进入特定器官时转移开始。迁移的癌细胞在新地方通过相互作用再次生长。大部分癌症在形成器官壁的上皮细胞中发展。上皮细胞表达参与细胞粘附和迁移的这类蛋白，如FAK、Src、桩蛋白(paxillin)和ERK。当调控这类蛋白的激活和表达时，也可以调控各种相关的功能，诸如细胞-细胞粘附、细胞-细胞外基质(ECM)粘附、迁移和浸润(Petrie和Yamada,2012；WehrleHaller,2012)。当细胞-细胞粘附播散时，所提及的蛋白参与上皮细胞转化为高度能动性间充质细胞，引起对上皮-间充质转化(epithelialtomesenchymaltransition，EMT)的诱导(Bolos等，2010)。这种EMT不仅在胚胎发展中起到重要作用，而且可通过破坏组织引起由纤维化和癌症代表的疾病。纤维化减少了负责正常功能的薄壁细胞，并引起胶原蛋白的积累，导致组织功能丧失。推测所转化的细胞形态、骨架结构、胶原蛋白生成以及迁移是纤维化的原因(Kalluri和Neilson,2003)。在癌症中也观察到这种EMT现象。通过EMT从聚集的癌细胞播散高度能动性的癌细胞，经血流或淋巴系统行进到达癌细胞生长以再次形成肿瘤的新目的地。即，特点是极化上皮细胞(polarizedepithelialcell)转化为能动性细胞的EMT在癌分化和其恶性进展中起重要作用(Meng和Wu,2012)。同时，根据关于循环肿瘤细胞(CTC)转移细胞的异质性的最近报道，已证实保留了远端转移位点处上皮类型类特征的不完全EMT表型细胞的集落对于转移是有利的(Thiery和Lim,2013；Yu等,2013)。

各种组织细胞根据其独特的微环境保留其特征。因而，如果这种微环境失去了其对细胞的控制，细胞将具有显示退化、异常分化、不可控增殖等故障，导致疾病如癌症的发展(Sansone和Bromberg,2011)。癌症患者中转移和治疗效果的差异原因，除癌细胞本身外，还有包围肿瘤的微环境的影响。

转移过程中，转移癌细胞的各种功能包括细胞迁移和浸润受到包围细胞的微环境的影响。在微环境中，分泌各种生长因子或细胞因子如TGFβ1和TNFα，为肿瘤细胞生长、迁移和浸润制造了最佳环境。由于肿瘤微环境可以调控分化和各种功能，包括细胞增殖、存活、迁移以及浸润，因而必须在将微环境应用于癌症研究或临床治疗之前充分了解这种微环境(Friedl等,2012)。如今，抗癌剂主要集中于癌细胞本身的增殖或细胞信号传导的变化，表明不可以用这些药物来调节由包围肿瘤细胞的微环境的变化而造成的癌症发展和进展，这意味着不能从根本上控制癌症发展和转移。因此，可以经通过分析和研究癌细胞和周围的细胞环境之间的有机网络公开细胞功能特别是粘附、EMT、迁移以及浸润的分子机制来提供抑制转移的新抗癌策略(Friedl等,2012)。

二维环境中的体外细胞培养指常规塑料瓶中或皿上的细胞培养，以观察扁平细胞。为了复制体内环境，已试图用三维细胞培养来弥补显示人工细胞形态的二维培养的缺点(Nyga等,2011)。与体外二维环境中的不同，在体内细胞常常显示略长形态。因而，体外三维细胞培养可以是细胞培养中的良好替代，以研究真实细胞形态和功能以及进一步地，细胞和微环境之间的相互作用(Aref等,2013)。必须证实与癌症转移相关的细胞功能，包括粘附、EMT、迁移和浸润，是如何通过细胞和周围的三维微环境的相互作用来调控的，这将有助于开发转移抑制剂。