全反式维甲酸处理下HL-60细胞在E-选择素上的滚动黏附

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0499

中国组织工程研究 ›› 2018, Vol. 22 ›› Issue (13): 2120-2125.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.0499

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全反式维甲酸处理下HL-60细胞在E-选择素上的滚动黏附

肖静，李趣欢，杨碧珊，方颖，吴建华

华南理工大学生物科学与工程学院，广东省广州市 510006

修回日期:2017-12-18 出版日期:2018-05-08 发布日期:2018-05-08
通讯作者: 吴建华，博士，教授，华南理工大学生物科学与工程学院，广东省广州市 510006; 并列通讯作者：李趣欢，博士，副教授，华南理工大学生物科学与工程学院，广东省广州市 510006
作者简介:肖静，女，1989年生，湖南省衡阳市人，汉族，华南理工大学在读硕士，主要从事生物力学方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金(31170887，11432006，11272125，31200705)；华南理工大学中央高校基本科研业务费(2017MS098，2017MS106)

Rolling adhesion of HL-60 cells treated with all-trans retinoic acid on E-selectin

Xiao Jing, Li Qu-huan, Yang Bi-shan, Fang Ying, Wu Jian-hua

School of Bioscience and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510006, Guangdong Province, China

Revised:2017-12-18 Online:2018-05-08 Published:2018-05-08
Contact: Wu Jian-hua, Ph.D., Professor, School of Bioscience and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510006, Guangdong Province, China; Li Qu-huan, Ph.D., Associate professor, School of Bioscience and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510006, Guangdong Province, China
About author:Xiao Jing, Master candidate, School of Bioscience and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510006, Guangdong Province, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, No. 31170887, 11432006, 11272125, 31200705; the Fundamental Research Funds for the Central Universities, No. 2017MS098, 2017MS106

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
全反式维甲酸：是维生素A的代谢中间产物，有着广泛的生理学和药理学活性，是肿瘤细胞分化治疗最具代表性的诱导剂。
HL-60细胞：是从一位患有急性早幼粒细胞白血病的36岁白人女性患者外周血中分离建立的细胞株，可作为研究急性早幼粒细胞白血病的细胞模型。
E-选择素：是跨膜糖蛋白，作为选择性家族中的一员，可与白细胞上的配体分子相互作用介导细胞的黏附。

摘要
背景：全反式维甲酸能诱导早幼粒细胞向成熟粒细胞分化，是治疗急性早幼粒细胞白血病的理想手段。然而全反式维甲酸治疗过程中出现的分化综合征对其治疗效果有一定影响，该并发症与细胞形态改变、黏附分子表达及功能差异密切相关，特别是整合素和选择素家族。
目的：研究不同流体剪切力下，全反式维甲酸处理的HL-60细胞在E-选择素上的滚动黏附，揭示蕴含其中的药物影响效应和力学调控机制。
方法：利用平行平板流动腔，驱动经或未经全反式维甲酸处理的HL-60细胞在铺有E-选择素的基质上滚动，记录滚动过程，提取平均滚动速度和平均停留时间等参数。其中，HL-60细胞采用1×10^-6 mol/L的全反式维甲酸处理48，72，96 h，剪切力取值为0.02，0.04，0.06 Pa，底板铺展E-选择素的质量浓度为40 μg/L。
结果与结论：①随剪切力的升高，经和未经全反式维甲酸处理的HL-60细胞在E-选择素上的滚动速度曲线呈现出先减小后增大的两阶段趋势。相应地，平均停留时间和停留时间比率表现出先增加后减小的趋势，由此推断，HL-60细胞在E-选择素上的流动增强型滚动现象是由逆锁键所调控的；②同一剪切力下HL-60细胞的滚动速度随着加药时间的增加呈现出下降趋势。相反地，HL-60细胞的停留比率、平均停留时间时间呈现上升趋势。这进一步说明细胞的停留时间是细胞滚动速度的主要调控因素。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
ORCID: 0000-0003-0581-3310(肖静)

关键词: 干细胞, HL-60细胞, E-选择素, 全反式维甲酸, 增殖, 分化, 平行平板流动腔, 滚动与黏附, 滚动速度, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: All-trans retinoic acid (ATRA) is an ideal therapy for acute promyelocytic leukemia, which can induce promyelocytes to differentiate to mature granulocytes. However, differentiation syndrome is still a high risk for the patients undergoing ATRA therapy. Occurrence of this complication is closely related with cellular morphology change and expression and function of cellular adhesion molecules, especially selectin and integrin families.
OBJECTIVE: To reveal rolling adhesion behavior and mechanical mechanism of ATRA treated HL-60 cells on the substrate coated with E-selectin under different fluid shear forces.
METHODS: Using the equipment of parallel plate flow chamber, untreated and ATRA treated HL-60 cells were driven to roll on E-selectin-coated substrate. The mean rolling velocity and mean stop time were calculated. Here, the HL-60 cells were incubated in the medium containing 1×10^-⁶ mol/L ATRA for 0, 48, 72, 96 hours. The substrates were captured with 40 μg/L E-selectin overnight and the shear stresses were set to 0.02, 0.04, 0.06 Pa.
RESULTS AND CONCLUSION: The velocity of untreated/treated HL-60 cells decreased firstly and then increased with monotonously increasing shear stress. On the contrary, the mean stop time and factional stop time increased firstly and then decreased. Therefore, we deduced that the flow enhanced rolling adhesion was regulated by the catch bond for the HL-60 cells rolling on E-selectin under flow. On the other side, rolling velocities decreased under the same shear stress even if treated with or without ATRA, and the mean stop time and factional stop time increased inversely, which further illustrate the rolling velocity is mainly regulated by stop time.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

Key words: HL-60 Cells, E-Selectin, Tretinoin, Cell Adhesion, Tissue Engineering

中图分类号:

R394.2

肖静，李趣欢，杨碧珊，方颖，吴建华. 全反式维甲酸处理下HL-60细胞在E-选择素上的滚动黏附[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(13): 2120-2125.

Xiao Jing, Li Qu-huan, Yang Bi-shan, Fang Ying, Wu Jian-hua. Rolling adhesion of HL-60 cells treated with all-trans retinoic acid on E-selectin[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(13): 2120-2125.

图/表（结果） 2

2.1 特异性实验 为了确保HL-60细胞在E-选择素铺展的底板上黏附是由特异的受体/配体相互作用所介导，开展了特异性实验，包括E-选择素实验组，HBSS空白对照组和2%BSA实验对照组。设定壁面剪切力为0.02，0.04，0.06 Pa，驱动0.5×10⁹ L^-¹ HL-60细胞悬浮液在基质上滚动，设定视窗观测细胞的黏附行为，统计1 min后黏附在基质上的细胞数目。结果表明(图1)，HL-60细胞在空白对照组底板仅有少数细胞(1，2个细胞)黏附现象，这可能是因为静电作用等非特异性黏附所介导。实验对照组细胞黏附数目极少，甚至为零，这证明了底板通过2%BSA封闭后，对非特异性黏附具有明显的阻断效应。实验组的底板铺有40 μg/L E-选择素，同时被2%BSA包被孵育2 h，细胞黏附数目(10-20个细胞)较多。通过对不同剪切力不同底板平行3组实验数据进行方差分析(给定显著性水平为α=0.01)，实验组和对照组差异显著，表明HL-60细胞滚动黏附是由E-选择素与PSGL-1单分子对特异性相互作用介导的，并且2%BSA能有效阻断细胞底板间非特异性黏附，同时对PSGL-1单分子对特异性相互作用介导的HL-60细胞滚动黏附现象没有影响。

2.2 滚动速度 设置剪切力0.02，0.04，0.06 Pa条件下，经ATRA处理48，72，96 h的HL-60细胞在铺有E-选择素的基质上滚动，观察细胞滚动黏附行为，测定其滚动的平均速度，实验结果见图2。从图可以看出，随着剪切力从0.02 Pa到0.04 Pa的增加，各组细胞滚动速度呈现降低趋势，随着剪切力从0.04 Pa至0.06 Pa的进一步增加，各组细胞滚动速度呈现增加趋势，即随剪切力的单调增加，平均速度曲线呈现先减少后增加的双态性趋势(图2A)。相应地，滚动速度的频率分布亦随剪切力的增加，低滚动速度的细胞所占的比率表现出先多后少的趋势(图2B-D)。而在同一剪切力下，随着药物处理时间的延长，细胞的滚动速度呈现出下降趋势，原因可能在于药物处理使得细胞的黏附性增强。

2.3 瞬时速度 为了探索调控平均滚动速度双态性的机制，跟踪每一剪切力和药物处理下的细胞滚动，作出瞬时滚动速度对时间的图形。选择不同剪切力下未经药物处理和药物处理48 h有代表性的细胞各1个作出瞬时滚动速度图。从图3可知，未经药物处理和药物处理的细胞在较低剪切力下，细胞的滚动快速无序，随着剪切力提高至阈值，细胞滚动速度减小而变得逐渐有序，超过阈值之后，随着剪切应力的进一步提高，细胞滚动再次加速并变得无序。平均停留时间表现出规律性先增大后减少的趋势。

2.4 停留时间和停留时间比率 为了定量图3所示的滚动行为，进一步使用细胞滚动的二步模型，自编Excel宏，统计细胞的停留时间和停留时间比率，见图4。由图可知，随剪切力的增大，细胞停留时间和停留时间比率亦呈现先增大后减少的趋势，与细胞滚动速度先减少后增大(图3)的趋势互补，这可能说明，滚动速度的减少是由于平均停留时间的增大所致。同样，在相同剪切力条件下，随着药物处理时间的增加，平均停留时间逐渐增大。与随药物处理时间增长平均滚动速度减低的趋势相反，这进一步证明，平均滚动速度和平均停留时间成负相关关系。

参考文献

[1] Chen L, Cui YB, Si YL, et al. Lentivirus?mediated RIG?I knockdown relieves cell proliferation inhibition, cell cycle arrest and apoptosis in ATRA?induced NB4 cells via the AKT?FOXO3A signaling pathway in vitro. Mol Med Rep. 2017;16(3): 2556-2562.

[2] Ma RJ, Zhu ZM, Yuan XL, et al. Efficacy of combination of ATRA, ATO and anthracyclines induction therapy in patients with acute promyelocytic leukemia. Zhonghua Xue Ye Xue Za Zhi. 2017;38(6):523-527.

[3] Emi N. Current treatment strategies for newly diagnosed and relapsed APL. Rinsho Ketsueki. 2017;58(10):1872-1877.

[4] Humbert M, Federzoni EA, Tschan MP. Distinct TP73-DAPK2-ATG5 pathway involvement in ATO-mediated cell death versus ATRA-mediated autophagy responses in APL. J Leukoc Biol. 2017;102(6):1357-1370.

[5] Herter J, Zarbock A. Integrin Regulation during Leukocyte Recruitment. J Immunol. 2013;190(9):4451-4457.

[6] Zarbock A, Kempf T, Wollert KC, et al. Leukocyte integrin activation and deactivation: novel mechanisms of balancing inflammation. J Mol Med (Berl). 2012;90(4):353-359.

[7] Hanna S, Etzioni A. Leukocyte adhesion deficiencies. Ann N Y Acad Sci. 2012;1250:50-55.

[8] Begandt D, Thome S, Sperandio M, et al. How neutrophils resist shear stress at blood vessel walls: molecular mechanisms, subcellular structures, and cell-cell interactions. J Leukoc Biol. 2017;102(3):699-709.

[9] Angiari S. Selectin-mediated leukocyte trafficking during the development of autoimmune disease. Autoimmun Rev. 2015;14(11):984-995.

[10] McEver RP. Selectins: initiators of leucocyte adhesion and signalling at the vascular wall. Cardiovasc Res. 2015;107(3): 331-339.

[11] McEver RP, Zhu C. Rolling cell adhesion. Annu Rev Cell Dev Biol. 2010;26:363-396.

[12] Zarbock A, Ley K, McEver RP, et al. Leukocyte ligands for endothelial selectins: specialized glycoconjugates that mediate rolling and signaling under flow. Blood. 2011; 118(26):6743-6751.

[13] Hofmann A, Gerrits B, Schmidt A, et al. Proteomic cell surface phenotyping of differentiating acute myeloid leukemia cells. Blood. 2010;116(13):e26-34.

[14] Davis C, Fischer J, Ley K, et al. The role of inflammation in vascular injury and repair. J Thromb Haemost. 2003;1(8): 1699-1709.

[15] Ley K. The role of selectins in inflammation and disease. Trends Mol Med. 2003;9(6):263-268.

[16] Braess J. Acute myeloid Leukemia. Dtsch Med Wochenschr. 2016;141(24):1748-1751.

[17] Lo-Coco F, Cicconi L, Breccia M. Current standard treatment of adult acute promyelocytic leukaemia. Br J Haematol. 2016; 172(6):841-854.

[18] Nitto T, Sawaki K. Molecular mechanisms of the antileukemia activities of retinoid and arsenic. J Pharmacol Sci. 2014; 126(3):179-185.

[19] Jeanne M, Lallemand-Breitenbach V, Ferhi O, et al. PML/RARA oxidation and arsenic binding initiate the antileukemia response of As2O3. Cancer Cell. 2010;18(1): 88-98.

[20] Yago T, Wu J, Wey CD, et al. Catch bonds govern adhesion through L-selectin at threshold shear. J Cell Biol. 2004; 166(6):913-923.

[21] Lawrence MB, Kansas GS, Kunkel EJ, et al. Threshold levels of fluid shear promote leukocyte adhesion through selectins (CD62L,P,E). J Cell Biol. 1997;136(3):717-727.

[22] Finger EB, Puri KD, Alon R, et al. Adhesion through L-selectin requires a threshold hydrodynamic shear. Nature. 1996;379 (6562):266-269.

[23] Yakovenko O, Sharma S, Forero M, et al. FimH forms catch bonds that are enhanced by mechanical force due to allosteric regulation. J Biol Chem. 2008;283(17): 11596-11605.

[24] Evans E, Leung A, Hammer D, et al. Chemically distinct transition states govern rapid dissociation of single L-selectin bonds under force. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001;98(7): 3784-3789.

[25] Marshall BT, Long M, Piper JW, et al. Direct observation of catch bonds involving cell-adhesion molecules. Nature. 2003;423(6936):190-193.

[26] Yago T, Zarnitsyna VI, Klopocki AG, et al. Transport governs flow-enhanced cell tethering through L-selectin at threshold shear. Biophys J. 2007;92(1):330-342.

[27] Li Q, Wayman A, Lin J, et al. Flow-Enhanced Stability of Rolling Adhesion through E-Selectin. Biophys J. 2016;111(4): 686-699.

[28] Li Q, Fang Y, Ding X, et al. Force-dependent bond dissociation govern rolling of HL-60 cells through E-selectin. Exp Cell Res. 2012;318(14):1649-1658.

[29] Yago T, Wu J, Wey CD, et al. Catch bonds govern adhesion through L-selectin at threshold shear. J Cell Biol. 2004;166(6): 913-923.

[30] Flynn PJ, Miller WJ, Weisdorf DJ, et al. Retinoic acid treatment of acute promyelocytic leukemia: in vitro and in vivo observations. Blood. 1983;62(6):1211-1217.

[31] Huang AC, Hu L, Kauffman SA, et al. Using cell fate attractors to uncover transcriptional regulation of HL60 neutrophil differentiation. BMC Syst Biol. 2009;3:20.

[32] Martin SJ, Bradley JG, Cotter TG. HL-60 cells induced to differentiate towards neutrophils subsequently die via apoptosis. Clin Exp Immunol. 1990;79(3):448-453.

[33] Nowak D, Stewart D, Koeffler HP. Differentiation therapy of leukemia: 3 decades of development. Blood. 2009;113(16): 3655-3665.

[34] Brown DC, Tsuji H, Larson RS. All-trans retinoic acid regulates adhesion mechanism and transmigration of the acute promyelocytic leukaemia cell line NB-4 under physiologic flow. Br J Haematol. 1999;107(1):86-98.

[35] Lou J, Yago T, Klopocki AG, et al. Flow-enhanced adhesion regulated by a selectin interdomain hinge. J Cell Biol. 2006; 174(7):1107-1117.

[36] Gee DJ, Wright LK, Zimmermann J, et al. Dimethylsulfoxide exposure modulates HL-60 cell rolling interactions. Biosci Rep. 2012;32(4):375-382.

[37] Lei X, Lawrence MB, Dong C. Influence of cell deformation on leukocyte rolling adhesion in shear flow. J Biomech Eng. 1999; 121(6):636-643.

[38] 彭时平. 全反式维甲酸处理下HL-60细胞增殖、分化及滚动黏附的研究[D].广州:华南理工大学, 2014:78.

引言

急性早幼粒细胞白血病(acute promyelocytic leukemia，APL)是一类造血干细胞恶性克隆性疾病。目前，应用全反式维甲酸(all-trans retinoic acid，ATRA)治疗急性早幼粒细胞白血病^[1-4]，取得了较好的临床疗效，但是其相关的机制还未完全明了。有研究报道其发生机制可能与细胞因子(白细胞介素1、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α等)大量释放和黏附因子的异常表达有关，诸如整合素和选择素等。

整合素和选择素是黏附分子家族中两大类分子，分别以整合素LFA-1和P/E/L-选择素为代表^[5-10]，介导了白细胞在内皮细胞上的滚动黏附、稳定黏附和迁移的过程^[11-12]。已有研究报道淋巴细胞功能相关抗原LFA-1和巨噬细胞抗原MAC-1在急性早幼粒细胞白血病HL-60细胞中的表达受到ATRA的调节^[13]，并影响了相关的炎症反应过程。炎症反应过程是指在受感染或毒理刺激部位，循环白细胞首先黏附于内皮细胞上，然后向损伤的组织迁移，随后杀灭病原物并修复组织损伤^[14-15]。这一过程通过整合素和选择素与其相应的配体相互作用所介导。关于ATRA是如何作用早幼粒细胞白血病细胞^[16-18]，引起细胞的分化表型变化，导致表面拓扑结构或黏附分子的变化，从而影响了与选择素黏附分子的结合?目前，对这一过程的了解还知之甚少。

另外，白细胞在黏附分子选择素上的滚动存在流动增强型现象，即在流体环境中，在剪切力阈值以下，随着剪切力的增大，细胞滚动速度降低，在剪切力阈值以上，随着剪切力增加，细胞滚动速度增加^[19-21]。已有研究表明，在黏附分子和流体剪切力作用下，很多细胞都具有流动增强型黏附^[22-23]。目前对此现象存在两种解释，一种认为流动增强型黏附与逆锁键假设有关，通过力降低键的解离速率来延长键的寿命，从而降低细胞的滚动速度。这一种解释在许多的研究中得到证实^[24-26]。另一种假设认为输运提高了键形成的正反应速度，这可能是因为流体剪切力的增加，黏附分子成键的速率提高，在旧键解离之前，新键已经形成。本实验室的前期研究表明，P/E-选择素能介导中性粒细胞和HL-60细胞的流动增强型滚动并受逆锁键调控。而关于不同分化程度HL-60细胞在E-选择素上的滚动黏附现象及力学调控机制如何，仍然未见报道。

鉴于此，利用平行平板流动腔实验技术，以早幼粒细胞白血病模式细胞HL-60为细胞模型，研究ATRA作用下HL-60细胞在选择素上黏附的过程，定量化黏附事件，提取滚动速度、细胞黏附的停留时间等参数，阐明黏附过程的流动依赖性现象，为ATRA治疗早幼粒细胞白血病及相关并发症提供有用的借鉴。

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材料方法

1.1 设计 体外细胞分子生物学实验。

1.2 时间及地点 实验于2016年7月至2017年7月在华南理工大学生物科学与工程学院细胞分子生物力学实验室完成。

1.3 材料 人早幼粒细胞白血病细胞系HL-60细胞购自中国科学院细胞库，培养于含100 U/mL青霉素、0.25 g/L两性霉素B(Gibco公司)、10 g/L链霉素和体积分数为10%胎牛血清(Sigma公司)的RPMI 1640培养基，悬浮培养备用。人类E-选择素购自R&D Systems公司，为人类IgG1 Fc段和E-选择素胞外区段的嵌合体，N端为表皮生长因子区域，具有介导细胞黏附的功能。ATRA购自Sigma公司，用于对细胞进行加药处理。其他试剂包括缓冲溶液(DPBS)、牛血清白蛋白(BSA)、HBSS、二甲基亚砜、硝基四氮唑蓝(NBT)、佛波酯(PMA)等购自普博生物有限公司。

1.4 实验方法

1.4.1 HL-60细胞的培养和加药处理 HL-60细胞进行复苏、换液培养，待细胞生长状态较好、细胞处于对数生长期时进行加药处理。使用血球计数器计数得到HL-60细胞浓度，调整细胞培养液浓度为5×10⁸ L^-¹，将细胞培养液平均分成3等份，实验组加入ATRA，使其终浓度为1×10^-⁶mol/L，溶剂对照组加入0.1%二甲基亚砜，空白对照组不加药物和二甲基亚砜。将培养瓶放入恒温培养箱中进行细胞培养，并于0，48，72，96 h分别取出进行黏附实验。

1.4.2 平行平板流动腔底板功能化 在35 mm的培养皿中粘入中间剪空的硅胶垫圈，营造5 mm×5 mm的工作区域。将40 μL质量浓度为40 μg/L的E-选择素溶液滴于底板工作区域，放置于4 ℃冰箱过夜孵育16 h。然后用含2%BSA的HBSS清洗并置于4 ℃冰箱中孵育2 h，阻断杂质以减少黏附实验过程中的非特异相互作用。铺40 μL质量浓度为40 μg/L的E-选择素为实验组，为了说明黏附为特异分子所介导，设计40 μL含2%BSA的HBSS为实验对照组，仅铺40 μL HBSS为空白对照组^[27]。

1.4.3 利用平行平板流动腔开展滚动黏附实验 使用流动腔技术，控制不同的流体剪应力，驱动表达有P-选择素糖蛋白配体1(P-selectin glycoprotein ligand 1，PSGL-1)的HL-60细胞(0.5×10⁹ L^-¹)在铺展有E-选择素的基质上滚动黏附^[27-28]。剪切力大小选择0.02，0.04和0.06 Pa，对应的流量为0.064，0.128，0.196 mL/min。通过显微镜观察细胞的滚动现象，选定视窗后用高速摄像机(100 fps)拍摄细胞的滚动黏附过程。实验记录4种加药处理(0，48，72，96 h)的HL-60细胞在3个剪切力下的黏附过程，每个剪切力设置3次重复。离线使用Image Pro Plus软件跟踪细胞的滚动轨迹，统计细胞的滚动速度、滚动速度频率分布、瞬时滚动速度、停留时间比率、平均停留时间。在数据统计过程中，参数统计是建立在一个细胞滚动的简化模型(Stop-and-go pattern)基础上的，即假设滚动仅依赖于2个黏附键间的转换^[28-29]。在瞬时速度图中，若细胞滚动的瞬时速度低于图形系统平均噪声水平(25 μm/s)，则定义为“停”阶段，速度定义为零，否则为“走”阶段。每个剪切应力下跟踪15-20个细胞5 s，收集“停”和“走”的事件近100个，置于Excel (Microsoft)中运行客户自编的宏，统计分析这些事件，提取滚动行为的定量化参数，包括平均停留时间(Mean stop time)和停留时间比率(Fractional stop time)。

1.5 主要观察指标 黏附细胞数目、细胞滚动平均速度及其分布、瞬时速度、平均停留时间及停留时间比率。

1.6 统计学分析 为了检验特异性实验中实验组和对照组的差异性，应用Excel表格的统计功能，采用学生t 检验方法进行统计分析。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

讨论

HL-60细胞作为研究急性早幼粒细胞白血病的细胞模型^[30-31] ，是从一位患有急性早幼粒细胞白血病的36岁白人女性患者外周血中分离建立的细胞株。ATRA是肿瘤细胞分化治疗最具代表性的诱导剂^[32-33]。当作用于肿瘤，能诱导肿瘤细胞分化和凋亡，增加癌细胞对化疗药物的敏感性，促进免疫细胞的增殖和增强免疫细胞对肿瘤细胞杀灭作用。目前，已有体外实验报道表明ATRA能诱导HL-60细胞形态和黏附行为改变，用以研究ATRA治疗急性白血病的效果^[34]。在该研究中，进一步探索ATRA处理的HL-60细胞在E-选择素上的滚动黏附，并定量该滚动过程，提取滚动速度和滚动停留时间等参数，该研究的开展将有助于加深对治疗白血病的理解，为有效药物治疗方案的制定提供参考。

研究结果表明，ATRA处理的HL-60细胞在E-选择素上的滚动与未经处理的细胞一致，随着剪切力的增加，滚动速度存在先减小后增加的趋势。由此说明，药物处理不改变HL-60细胞在选择素上滚动的流动增强型现象，这与已报道的P-选择素和L-选择素介导白细胞滚动增强型现象一致^[35]。该机制是否亦由逆锁键所调控？为了说明这一问题，此次研究采用定量手段，假设滚动过程由两个键介导，符合滚动黏附的二元黏附模型，自编Excel宏程序，在瞬时滚动速度中提取滚动停留时间和停留时间比率参数，以描述滚动过程的滚动黏附行为，结果表明，无论使用ATRA处理与否，HL-60细胞在E-选择素上滚动的平均停留时间和停留时间比率也随剪切力的增加先升高后减少，与滚动速度曲线正好互补，这一结果说明由E-选择素介导的HL-60细胞的流动增强型滚动由逆锁键所调控。

另外，对于同一剪切力，随着药物处理时间的延长，细胞的滚动速度为什么呈现下降趋势?作者推测可能与细胞表面分子PSGL-1的表达量和药物诱导细胞形变有关。但是Gee等^[36]通过流式细胞术研究得出二甲基亚砜处理HL-60细胞各分化时间段PSGL-1的表达量并没有明显变化，因此，排除了HL-60细胞表面分子表达量的影响。Lei等^[37]通过模型成功地验证了白细胞在剪应力作用下的滚动速度，从而得出细胞形变对细胞滚动速度具有一定影响的结论。研究表明HL-60细胞滚动黏附固定细胞较未固定的细胞滚动速度要快^[21]。因此，作者推测在同一剪切力下，细胞的滚动速度随着加药时间延长而降低是由于细胞形态变化所致。药物处理改变了细胞的形态，延长了细胞黏附过程中的滚动停留时间，使得滚动速度下降。这与彭时平^[38]的研究结果相一致。探讨力对全反式维甲酸诱导分化后(不同分化程度)的HL-60细胞滚动黏附的调节作用，进而深化对白细胞炎症反应、肿瘤黏附转移等生理病理过程的理解，从而为相关创新药物的设计、疾病的治疗、药物的治疗机制提供了一条新的思路。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

全反式维甲酸处理下HL-60细胞在E-选择素上的滚动黏附

Rolling adhesion of HL-60 cells treated with all-trans retinoic acid on E-selectin

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[1]	蒲锐, 陈子扬, 袁凌燕. 不同细胞来源外泌体保护心脏的特点与效应[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(在线): 1-.
[2]	林清凡, 解一新, 陈婉清, 叶振忠, 陈幼芳. 人胎盘源间充质干细胞条件培养液可上调缺氧状态下BeWo细胞活力和紧密连接因子的表达[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(在线): 4970-4975.
[3]	张秀梅, 翟运开, 赵杰, 赵萌. 类器官模型国内外数据库近10年文献研究热点分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1249-1255.
[4]	刘聪, 刘肃. miR-17-5p调控低氧诱导因子1α介导脂肪细胞分化及血管生成的分子机制[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1069-1074.
[5]	王正东, 黄娜, 陈婧娴, 郑作兵, 胡鑫宇, 李梅, 苏晓, 苏学森, 颜南. 丁酸钠抑制氟中毒可诱导小胶质细胞活化及炎症因子表达增多[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1075-1080.
[6]	汪显耀, 关亚琳, 刘忠山. 提高间充质干细胞治疗难愈性创面的策略[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1081-1087.
[7]	万然, 史旭, 刘京松, 王岩松. 间充质干细胞分泌组治疗脊髓损伤的研究进展[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1088-1095.
[8]	廖成成, 安家兴, 谭张雪, 王倩, 刘建国. 口腔鳞状细胞癌干细胞的治疗靶点及应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1096-1103.
[9]	谢文佳, 夏天娇, 周卿云, 刘羽佳, 顾小萍. 小胶质细胞介导神经元损伤在神经退行性疾病中的作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1109-1115.
[10]	李珊珊, 郭笑霄, 尤冉, 杨秀芬, 赵露, 陈曦, 王艳玲. 感光细胞替代治疗视网膜变性疾病[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1116-1121.
[11]	焦慧, 张一宁, 宋雨晴, 林宇, 王秀丽. 乳腺癌类器官研究进展及临床应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1122-1128.
[12]	王诗琦, 张金生. 中医药调控缺血缺氧微环境对骨髓间充质干细胞增殖、分化及衰老的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1129-1134.
[13]	曾燕华, 郝延磊. 许旺细胞体外培养及纯化的系统性综述[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1135-1141.
[14]	孔德胜, 何晶晶, 冯宝峰, 郭瑞云, Asiamah Ernest Amponsah, 吕飞, 张舒涵, 张晓琳, 马隽, 崔慧先. 间充质干细胞修复大动物模型脊髓损伤疗效评价的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1142-1148.
[15]	侯婧瑛, 于萌蕾, 郭天柱, 龙会宝, 吴浩. 缺氧预处理激活HIF-1α/MALAT1/VEGFA通路促进骨髓间充质干细胞生存和血管再生[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 985-990.