单倍体胚胎干细胞与神经母细胞瘤共培养的体内外抗肿瘤作用研究

The stem cells transplantation is a novel biotherapy in neuroblastoma (NB), as a common embryonic malignancy among early childhood. Thereinto, the antitumor mechanism of embryonic stem cells might be still unclear and not optimal for clinical transplantation as a result of immunological rejection. Recent advances in the generation of mammalian haploid embryonic stem cells (haESCs) containing a single set of chromosomes, capable of self-renewal and differentiation, have shown promising advantages for performing convenient genetic modification and a better matchmaking in cell therapy procedures. In this study, indirect co-cultures of haESCs and NB cells will be established by creating an ideally culture controlled environment with similar cellular interactions and architecture to the native NB tissue. And then we will the investigate the antitumor effects and the underlying mechanism of PG-haESCs in vitro and in vivo, as well as identify the characteristics of microenvironment in co-culture and the key signaling pathway in the generation and development of NB. More importantly, the antitumor activity of PG-haESCs will be intuitively clarified in mice model of orthotopic NB, serving as a simulation system for mimicking clinical results of transplantation in situ. Collectively, the aim of the study is to provide PG-haESCs as a novel and potential cell therapeutic strategy for improving the clinical outcomes and overall survival rates in NB treatment.

神经母细胞瘤(Neroblastoma，NB)是胚胎源性儿童常见恶性肿瘤，通过干细胞原位移植是生物途径治疗NB的新方向。其中，胚胎干细胞抗肿瘤的机制尚不清楚并且临床移植易出现免疫排斥。而近年研究火热的哺乳动物单倍体胚胎干细胞因其只含有一套染色体并具有典型干细胞特征，在临床细胞治疗中拥有基因操作简便、组织相容匹配度好等优势。本项目拟通过建立单倍体胚胎干细胞与神经母细胞瘤间接共培养体系，营造与临床上NB细胞发生发展相似的结构环境，进而初步研究单倍体胚胎干细胞的体内外抗肿瘤的效果及相关机制，并明确其微环境特征及共培养后NB细胞发生发展相关信号通路的改变。更重要的是，通过建立NB细胞原位荷瘤动物模型，继而模拟单倍体胚胎干细胞原位移植的临床治疗过程，观察其抗肿瘤作用，探讨单倍体胚胎干细胞作为全新的细胞治疗工具的临床应用前景，进而改善NB病人预后与生存率。

神经母细胞瘤(Neroblastoma，NB)是胚胎源性儿童常见恶性肿瘤，通过干细胞原位移植是生物途径治疗NB的新方向。现阶段，国内外关于胚胎干细胞-肿瘤细胞共培养体系的抗肿瘤作用及其分子机制的研究十分初级并不深入和系统，并且由于胚胎干细胞自身免疫特点与伦理问题无法进一步应用到肿瘤治疗中。本项目以目前大热的单倍体胚胎干细胞为着眼点，思考并探索单倍体胚胎干细胞-神经母细胞瘤共培养体系的抗肿瘤作用与机制，试图利用单倍体胚胎干细胞相对于二倍体细胞更为简单与友好的组织相容性，以及神经母细胞瘤患儿母亲来源的孤雌单倍体胚胎干细胞解决伦理和免疫排斥问题，开发出一种全新的肿瘤细胞治疗工具，属于新型生物技术的临床应用及恶性肿瘤疾病的发病机理的探究。本项目围绕阐述孤雌单倍体胚胎干细胞（PG-haESCs）在间接共培养体系下是否具有显著的体内外抗肿瘤作用，以及抗肿瘤作用的可能机制及关键可溶性因子等科学问题，以利用现有成熟的平台和技术体系，结合单倍体胚胎干细胞因其单倍体特性易于基因操作的优势，试图探讨干细胞尤其是胚胎干细胞微环境体系下神经母细胞瘤细胞的发生发展情况及相关信号通路。现有研究结果显示PG-haESCs在自噬抑制的情况下可以有效降低二倍体化水平，并且多能性与自我更新特性几乎不变；PG-haESCs在体外间接共培养有的体系下可以显著抑制NB细胞的增殖、迁移、侵袭和转移能力，并诱导细胞凋亡的发生；PG-haESCs在NB荷瘤小鼠体内可以显著抑制其成瘤能力并改善预后；PG-haESCs共培养抑制NB细胞的主要分子机制可能在于影响MAPK通路，并诱导NB细胞凋亡发生，进而起到治疗肿瘤的效果。本项目的执行取得了一系列的创新成果为神经母细胞瘤的治疗和预后的改善提供新的药物靶标，奠定生物治疗肿瘤疾病初步的理论基础。

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