白介素24定点整合自体诱导多潜能干细胞来源的间充质干细胞对子宫内膜癌的生长抑制研究

Endometrial cancer (EC) is a common reproductive system malignancy that threatens women. In recent years, the incidence of EC has increased and the patients tend to be younger. The traditional treatments are not the best choice for those patients who require preservation of fertility. Human mesenchymal stem cells (MSCs) have been attracted much attention as their participation in immunosuppression and migrating to sites of inflammation and tumors. They have been utilized as ideal tumor gene therapy vectors to deliver therapeutic agents for cancer treatment. Interleukin 24 (IL24), as a novel tumor suppressor factor, selectively induces apoptosis in many kinds of tumor cells to inhibit tumor growth without affecting normal cells. Therefore, this study intends to target IL24 gene into the AAVS1 locus of iPSCs from EC patients by combining CRISPR/Cas9. Then the site-specific integration iPSCs were differentiated into iMSCs with expressed transgene stably and effectively. The ability and mechanism of IL24-iMSCs inhibiting the growth of EC cells in vitro and in vivo will be explored innovatively. This study provides a new approach to the "autologous" cellular therapy for EC patients by utilizing genetically modified iPSCs.

子宫内膜癌（EC）是常见的女性生殖系统恶性肿瘤。近年来，其发病率逐年升高并趋于年轻化，对于希望保留生育能力的患者来说传统的治疗方式已不是最佳选择。人间充质干细胞（MSCs）因参与免疫抑制并具有向炎症及肿瘤区域迁移的能力而备受关注，可作为理想的肿瘤基因治疗载体细胞携带肿瘤抑制因子靶向抑制肿瘤的生长。白细胞介素24（IL24）作为一种新型抑癌因子可选择性的诱导多种肿瘤细胞凋亡来抑制肿瘤的生长，而不影响正常细胞的功能。因此，本研究拟通过联合CRISPR/Cas9技术将IL24基因靶入子宫内膜癌患者来源iPSCs的AAVS1位点，再将定点整合的iPSCs定向分化为iMSCs。在获得外源基因稳定有效表达的IL24-iMSCs后，创新性的探究IL24在体外和体内抑制子宫内膜癌细胞生长的能力和机制。本研究将利用基因修饰的iPSCs为子宫内膜癌患者进行“自体化”的细胞治疗提供新的途径。

目的：本研究拟通过联合CRISPR/Cas9和打靶载体将IL24基因靶入人iPSCs的AAVS1位点。再将经基因编辑的iPSCs定向分化为iMSCs，检测外源基因稳定有效表达后，探究其在体外和体内抑制子宫内膜瘤生长的能力。.方法：利用商业化诱导培养基STEMdiffTM Mesenchymal Progenitor Kit进行iPSCs向MSCs的定向诱导分化。利用流式细胞术对MSCs细胞表明标记物进行鉴定，通过对MSCs细胞诱导分化成骨细胞、成脂肪细胞检测其分化潜能。另外，我们通过体外细胞实验和体内皮下移植瘤检测成瘤抑瘤效果探索IL24对子宫内膜癌的抗癌作用。.结果：本研究优化和稳定了iPSCs向iMSCs诱导分化的方法，高效快速地获得了大量可移植基因修饰iMSCs。流式细胞术鉴定结果显示，CD44/CD73/CD90/CD105表达阳性和CD34/CD45/CD11b/CD14/CD19/CD79α/HLA-DR表达阴性为MSCs；通过对MSCs细胞诱导分化成骨细胞和脂肪细胞检测出其分化潜能。另外，免疫组织化学分析显示IL-24在人子宫内膜癌组织和正常子宫内膜组织中表达水平不同。IL-24使Bax和细胞色素C蛋白表达增加，而bcl2、MMP-3、VEGF、Caspase-9和Caspase-3蛋白表达降低。IL-24过表达抑制了子宫内膜癌细胞的增殖、迁移和侵袭，但增加了细胞凋亡。从机制上，我们证明了IL-24通过线粒体内在信号通路诱导细胞凋亡，从而抑制子宫内膜癌细胞的生长。此外，异种移植瘤实验表明，IL-24通过诱导细胞凋亡和抑制血管生成来抑制肿瘤的发展。.结论：本研究证实了IL-24对子宫内膜癌的抗肿瘤作用，并优化和稳定iPSCs向iMSCs诱导分化方法，高效快速地获得大量可移植基因修饰iMSCs，为利用 iPSCs 对肿瘤患者进行自体化的细胞基因治疗提供新的途径和策略。