人子宫内膜细胞(EEC)是指来源于人类子宫内膜的上皮细胞,这些细胞在科学研究中具有重要应用价值。EEC可以分为正常子宫内膜细胞和子宫内膜癌细胞(如子宫内膜腺癌,EEC)。
正常子宫内膜细胞:这些细胞通常用于研究子宫内膜的生理功能和病理变化。例如,通过单细胞测序技术,研究发现EEC可能来源于子宫内膜上皮细胞而非基质细胞,这为理解子宫内膜的起源和病理过程提供了新的视角。此外,正常EEC可以通过特定的培养条件进行体外培养,如使用DMEM/Ham's F12培养基,并通过免疫细胞化学方法确认其表型[2]。
子宫内膜癌细胞(EEC):子宫内膜癌是最常见的子宫内膜恶性肿瘤类型,占所有子宫内膜癌的约75%[4]。EEC的发病机制复杂,与雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR)的表达密切相关[4]。研究发现,EEC的分子特征包括PTEN基因突变、PIK3CA突变等[1]。此外,EEC的侵袭性和预后与多种分子标志物相关,如p53突变和POLE超突变状态[14]。
3. 细胞培养与应用:EEC在体外培养时需要特定的条件,如推荐使用MEM培养基并添加胎牛血清(FBS)和抗生素。这些细胞可用于研究子宫内膜的生理和病理状态,同时也可以用于药物筛选和疾病模型的建立[2]。
4. 研究进展:近年来,单细胞测序技术在EEC研究中发挥了重要作用,揭示了EEC的起源和病理过程。例如,研究发现EEC起源于无孔腺上皮细胞,并且在子宫内膜癌进展过程中,间质微环境和免疫环境发生了显著变化。
人子宫内膜细胞(EEC)在基础研究和临床应用中具有重要意义,其研究有助于深入理解子宫内膜的生理功能、病理机制以及相关疾病的诊断和治疗。
人子宫内膜细胞(EEC)的单细胞测序技术研究进展主要集中在以下几个方面:
单细胞转录组测序揭示EEC的起源与病理过程:
2022年10月,复旦大学任小军等通过单细胞转录组测序(scRNA-seq)建立了子宫内膜腺癌(Endometrioid endometrial cancer,EEC)患者的单细胞图谱,揭示了EEC发育过程中的细胞状态变化。研究发现EEC来源于子宫内膜上皮细胞(非纤毛腺上皮),而不是基质细胞,并确定LCN2+/SAA1/2+细胞是子宫内膜肿瘤发生的特征性亚群[15]。
单细胞测序技术在女性生殖健康中的应用:
子宫内膜单细胞测序技术逐渐成为研究女性生殖健康的重要工具。该技术通过高通量测序分析子宫内膜组织中的单个细胞基因表达,揭示子宫内膜的生物学特性和功能,为不孕症诊断、子宫内膜癌早期诊断、子宫内膜生理病理机制研究以及个性化治疗方案制定提供了新途径。
单细胞测序技术在月经周期中的应用:
2024年12月18日发表的研究揭示了月经周期中子宫内膜的单细胞图谱及其生理机制。这项研究虽然存在一些局限性,如需要大量细胞样本和无法动态观察细胞变化过程,但为未来的研究和临床应用提供了坚实的基础。
单细胞分析揭示子宫内膜干细胞特性:
2023年6月22日的研究通过单细胞分析揭示了人类子宫内膜腺体中上皮干细胞(eeSC)的特性,为研究eeSC功能和子宫内膜腺体发育提供了新平台。研究发现子宫内膜腺体模型具有与人体子宫内膜腺体相似的形态和标记物表达模式,并识别出潜在的eeSC标记基因[16]。
单细胞测序技术在妇科恶性肿瘤研究中的应用:
单细胞测序技术在妇科恶性肿瘤发生发展机制及异质性研究中具有重要应用。例如,通过单细胞RNA测序分析子宫内膜癌的肿瘤微环境,揭示了肿瘤微环境内的细胞-细胞和细胞-基质相互作用对EC进展的影响[17]。
单细胞测序技术在子宫内膜容受性中的应用:
单细胞测序技术在分析子宫内膜不同细胞间的差异方面具有显著优势。例如,通过单细胞转录组分析,将月经周期分为四个主要阶段,并能够更精确地确定胚胎“着床窗口”[37]。
单细胞参考图谱的构建:
2024年9月20日发表的研究构建了高分辨率的人类子宫内膜细胞图谱(HECA),整合了63名女性(包括子宫内膜异位症患者和非患者)的单细胞转录组数据,识别了先前未报告的细胞类型。
子宫内膜癌细胞(EEC)中PTEN基因突变和PIK3CA突变的具体作用是什么?
在子宫内膜癌细胞(EEC)中,PTEN基因和PIK3CA基因的突变在肿瘤的发生和发展中起着关键作用。
PTEN基因突变:
PTEN基因是一种抑癌基因,其主要功能是通过抑制PI3K-AKT/mTOR信号通路来调节细胞的生长和增殖。PTEN的突变或缺失会导致该通路的过度激活,从而促进肿瘤的发生和发展[20]。
在子宫内膜癌中,PTEN基因的突变率较高,尤其是在I型子宫内膜癌中,其突变率可达64-80%[20]。PTEN突变通常表现为失活变异,如截断突变或涉及R130的阴性替代[19]。
PTEN突变与子宫内膜癌的早期发生密切相关,被认为是子宫内膜样癌进展的最早期事件之一[22]。
PIK3CA基因突变:
PIK3CA基因编码PI3K的催化亚基p110α,其突变会导致PI3K/AKT/mTOR信号通路的持续激活。这种激活状态可以促进细胞的生长、增殖和存活[21]。
在子宫内膜癌中,PIK3CA基因的突变率也较高,尤其是在I型子宫内膜癌中,其突变率可达22-59%[20]。PIK3CA突变主要为激活型突变,这些突变使PI3K蛋白不依赖上游信号而持续保持激活状态[21]。
PIK3CA突变与PTEN突变常常共同发生,两者相互排斥。在含有PIK3R1突变的肿瘤中,AKT-T308磷酸化水平较高,在PTEN野生型(WT)肿瘤中最低[18]。
总结来说,PTEN基因的突变导致PI3K-AKT/mTOR信号通路的抑制作用丧失,而PIK3CA基因的突变则直接激活该通路。
如何通过免疫细胞化学方法确认正常子宫内膜细胞的表型?
通过免疫细胞化学方法确认正常子宫内膜细胞的表型可以参考以下步骤:
1. 样本准备:
将子宫内膜组织样本进行固定(如4%多聚甲醛固定半小时)[23]。
制备石蜡包埋切片,厚度为4μm[24]。
2. 抗原修复:
使用Triton X-100处理切片20分钟,以增强抗原的暴露[23]。
进行高压抗原修复,以确保抗体能够有效结合到抗原上[24]。
3. 封闭内源性过氧化物酶:
使用0.3% H2O2溶液封闭内源性过氧化物酶,防止非特异性反应[23]。
4.一抗孵育:
加入兔抗人Survivin作为一抗,孵育2小时[23]。
对于其他标记物,如CK和Vim,可以使用小鼠抗人细胞CK抗体(1∶200)和兔抗人细胞Vim抗体(1∶200)进行孵育[25]。
5.二抗孵育:
加入HRP标记的二抗,孵育37℃水浴箱30分钟[24]。
6. 显色反应:
使用DAB作为底物进行显色反应,观察显色反应并及时中止[23,24]。
显微镜下观察显色反应,并进行苏木素复染[24]。
7. 结果判定:
根据染色强度和阳性细胞所占比例进行评分[24]。
对于CK和Vim的表达,正常子宫内膜腺上皮细胞中CK在胞浆内染色阳性,而Vim表达阴性[25]。
通过上述步骤,可以有效地确认正常子宫内膜细胞的表型。具体来说,CK的阳性表达表明细胞为上皮细胞,而Vim的阴性表达则进一步确认这些细胞为腺上皮细胞[25]。
子宫内膜癌细胞(EEC)的侵袭性和预后与哪些分子标志物相关?
子宫内膜癌细胞(EEC)的侵袭性和预后与多种分子标志物相关。以下是一些关键的分子标志物及其作用:
POLE突变:POLE突变在EEC中较为罕见,但与良好的预后相关。所有具有POLE突变的EEC显示出与其他POLE突变子宫内膜癌相似的预后[26]。
MMR缺陷:微卫星不稳定性(MSI)高突变(MMRd)是EEC中的一个重要分子亚型,与较差的预后相关[29]。
p53异常:p53异常在EEC中也较为常见,与较差的预后相关。约三分之一的EEC属于p53异常类别[26]。
UBE2C:UBE2C是泛素连接酶E2家族成员之一,在EEC中显著过表达,与不良预后相关。UBE2C的高表达可能与基因突变、扩增和DNA低甲基化有关,其干扰可以抑制EEC细胞的迁移和侵袭[27]。
HABP1:HABP1在EEC中的高表达与晚期EC、深部肌层浸润、淋巴血管间隙侵袭、淋巴结转移和复发密切相关,且高表达者的总生存期(OS)和无病生存期(DFS)显著缩短,是影响预后的独立因素[28]。
CRABP2:CRABP2是一种细胞视黄酸结合蛋白,在多种癌症中过度表达,参与视黄酸信号通路,促进细胞增殖、分化和凋亡。CRABP2的高表达与高风险子宫内膜癌相关[31]。
TRAP1和CAMSAP3:在早期子宫内膜癌中,TRAP1和CAMSAP3的表达显著下调,这些蛋白在特定细胞簇中表现出更侵袭性和不良预后。结合TP53构建的预测模型可以提高早期EC患者的诊断效率[32]。
PTEN、ARID1A、PIK3CA:这些基因的突变或异常表达在EEC中较为常见,与肿瘤的发生、发展和预后密切相关[29,33]。
CAFs:肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)在EEC中通过诱导上皮间质转化(EMT)促进肿瘤的侵袭和转移。CAFs组中PTTG基因过表达,抑制PTTG表达后,EEC细胞的EMT表达标志物下调,侵袭转移能力降低[30]。
子宫内膜细胞(EEC)在药物筛选和疾病模型建立中的应用案例有哪些?
子宫内膜细胞(EEC)在药物筛选和疾病模型建立中的应用案例包括以下几个方面:
三维子宫内膜细胞模型的开发:
Kevin Osteen团队开发了一种三维子宫内膜细胞模型(EndoChip),该模型模仿人类子宫内膜的结构,包括不同的细胞类型和血管系统。这种模型可用于高效避孕药筛选,通过验证现有药物来发现具有最小不良副作用的新避孕药[34]。
hEM3细胞系的建立:
Johns Hopkins University的研究团队建立了一种新的人子宫内膜上皮细胞系hEM3,该细胞系能够稳定地在体外生长,不表现出衰老现象。hEM3细胞系表达子宫内膜上皮特异性蛋白标记物,并且适合基因编辑。研究者已针对ARID1A基因进行了特异性敲除克隆,发现HDAC抑制剂和PARP抑制剂均能有效针对ARID1A缺失的细胞。这为子宫内膜相关疾病的病理生理学研究和开发有效精准疗法提供了新的工具[35]。
EDS细胞的应用:
EDS细胞(胚胎干细胞)在医学研究中有广泛的应用前景,包括疾病模型建立、组织工程和药物筛选。例如,EDS细胞可以用来建立子宫内膜异位症的疾病模型,有助于研究该疾病的发病机制和寻找新的治疗方法。此外,EDS细胞还可以用于筛选和研究治疗子宫内膜异位症的药物,加速新药的研发进程。
HEM15a细胞系的建立:
HEM15a细胞系是来源于子宫内膜异位症患者的在位内膜间质细胞,经永生化处理后建立。该细胞系具有贴壁生长特性,表达雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR),适用于研究子宫内膜异位症的病理机制及治疗方法。HEM15a细胞在多代传代中保持基因组稳定性,为疾病模型和药物筛选提供了重要工具。
大鼠子宫内膜类器官的构建:
汕头大学的研究团队利用大鼠子宫内膜上皮干细胞生成子宫类器官,并进行了鉴定。这些类器官不仅展现出长期稳定的增殖能力,还保持了子宫内膜上皮的腺体结构、细胞极性以及多种功能特征。这种模型为子宫内膜疾病的发生发展机制及病理生理学研究提供了宝贵视角,也为药物筛选与疗效评估搭建了高效平台[36]。
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