功能一致性与分子进化：体外扩增过程中原发性子宫内膜癌相关成纤维细胞的全面特征分析

摘要

背景

在子宫内膜癌中，癌症相关成纤维细胞是肿瘤微环境中的关键组成部分。分离并培养这些细胞是研究其生物学功能的标准方法。然而，目前尚不清楚长时间的体外培养是否会改变这些细胞的固有特性，从而影响实验结果的重复性。本研究旨在探讨从原代子宫内膜组织中分离出的成纤维细胞在不同传代过程中的表型和转录组变化。

方法

通过酶解法及差异黏附法从人类子宫内膜组织中分离出成纤维细胞，并对比第1代、第5代和第10代的细胞。研究了包括增殖、迁移、凋亡、衰老以及细胞因子分泌在内的多种生物学特征。同时评估了成纤维细胞条件培养基对两种子宫内膜癌细胞系（ISHIKAWA和HEC-1 A）的增殖和侵袭能力的影响。此外，还通过RNA测序分析细胞的分子变化，进而进行功能富集分析和亚型分类。为进一步探究传代过程中炎症变化的机制，还进行了活性氧检测、NF-κB激活分析、过氧化氢诱导的氧化应激模型构建，以及NAC或TPCA-1干预实验。

结果

从第1代到第10代，这些成纤维细胞始终保持着纺锤形形态，并持续表达Vimentin/FAP等特异性标志物。功能检测显示，不同传代细胞在增殖、迁移和衰老速率方面没有显著差异。更重要的是，所有传代细胞在促进子宫内膜细胞的增殖、迁移和侵袭能力方面表现相当。不过，转录组分析发现这些细胞发生了显著的重编程，与第1代相比，第5代和第10代有1,300个核心基因的表达发生改变。虽然与细胞外基质重塑相关的通路保持稳定，为细胞的持续侵袭能力提供了分子基础，但传代后的成纤维细胞逐渐失去了抗原呈递能力，呈现出类似促炎性的iCAF表型。从机制上看，高传代数的成纤维细胞体内活性氧积累增加，P65的磷酸化程度及核转移现象更为明显，同时IL6、CXCL1、CXCL2和CCL2等炎症介质的表达也上升。过氧化氢处理能在一定程度上模拟第1代成纤维细胞的这种炎症表型，而NAC或TPCA-1则能减轻第10代成纤维细胞的炎症反应。

结论

原代子宫内膜成纤维细胞在传代10代之前仍保留着支持肿瘤生长的核心表型及肌成纤维细胞特征，这证明了它们可作为研究侵袭和转移现象的可靠体外模型。不过，高传代数的成纤维细胞会出现与培养条件相关的炎症性转录组变化，这类变化至少部分是由活性氧/NF-κB激活引起的，同时这些细胞的免疫原性也会下降。这些研究结果为规范基于成纤维细胞的实验模型提供了重要指导，同时也提示在涉及免疫相互作用或炎症研究的场景中不应使用高传代数的成纤维细胞。