富氫培養基處理:

將金屬鎂棒放入DMEM/F12培養基(最終氫濃度為0.55-0.65Mm)中制成富氫培養基。使用針式氫電極(UnisenseA/S,丹麥奧胡斯)監測氫濃度。

核磁共振成像:

核磁共振成像研究使用布魯克高場小動物核磁共振成像系統進行。在2Lmin-1氧氣中用2%異氟烷麻醉荷瘤大鼠,并維持在正常體溫。在腫瘤移植后的第17天和第26天,使用常規自旋回波序列采集每只大鼠的T2加權磁共振圖像,參數如下:TR=3140ms,TE=37ms,帶寬=130Hz,翻轉角=180°,FOV=4cm×4cm,切片厚度=1mm。

組織學和免疫組化:

用石蠟包埋膠質瘤組織,然后切成8μm厚的切片。切片用3%過氧化氫處理10分鐘以滅活內源性過氧化物酶,然后用10%正常山羊血清孵育。去除阻斷血清后,切片與一抗(包括抗-CD34、抗-Ki67、抗-CD133和抗-Nestin在4°C下孵育過夜。使用HRP結合的二抗進行檢測,然后使用DAB試劑盒進行比色檢測。所有數據均由雙盲研究人員進行評估。

免疫熒光:

將細胞播種在蓋玻片上,用4%多聚甲醛固定10分鐘,用0.1%TritonX-100in PBS進行通透,并用1%BSA封閉1小時。細胞核用Hoechst染色,并用倒置顯微鏡獲得熒光圖像。

流式細胞術:

用流式細胞術分析培養細胞中CD133的表達。簡言之,在4℃下用10%馬血清在PBS中孵育細胞10分鐘,然后在4℃下用一抗CD133孵育30分鐘。離心后,收集的細胞與FITC結合的二抗孵育20分鐘。染色后,使用流式細胞儀對細胞進行流式細胞術分析。

球形成試驗:

收集并洗滌細胞以去除血清,然后以2.0×103/mL的密度懸浮于無血清DMEM或MEM/EBSS培養基中。每孔計數500個細胞,并將其播種到超低附著力六孔板上進行球形成試驗。細胞在正常無血清培養基或含B27補充劑、20納克/毫升表皮生長因子(EGF)和20納克/毫升堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)的富氫無血清培養基中培養。培養基每3天更換一次。細胞培養10天,計數直徑大于50μm的小球。

細胞遷移試驗:

采用傷口愈合試驗檢測細胞遷移能力。簡單地說,將細胞以1.0×106個/孔的濃度接種到六孔培養板中,培養24小時后,用塑料吸管尖在每個培養板的細胞表面劃一條線。用PBS沖洗剩余細胞三次,去除漂浮的細胞和碎片,然后在普通完全培養基或富氫培養基中培養48小時。分別在傷口愈合后和愈合后24小時的時間點拍攝傷口愈合過程的數字圖像。傷口愈合試驗分三個獨立實驗進行。

細胞侵襲試驗:

細胞侵襲能力的測定采用BDmatrigel侵襲室,按照生產商的方案進行。簡而言之,在帶有聚碳酸酯過濾器(孔徑為8μm)的上腔涂上50μL Matrigel(0.8μg/μL,37°C,2h)。將100μL無血清培養基中的1×105個細胞接種到上腔,然后在下腔加入650μL含氫或不含氫的普通完全培養基。然后用棉簽將上表面的細胞完全清除。下表面的細胞在固定后用0.1%(w/v)結晶紫染色,并從每個插入物中隨機抽取5個視野,在×100倍放大鏡下計數。侵襲試驗在三重獨立實驗中進行。

菌落形成檢測:

每孔計數一千個細胞并將其播種在六孔板中。在含氫或不含氫的普通完全培養基中培養14天,然后用4%多聚甲醛固定細胞,并用0.1%結晶紫染色。只有當菌落至少包括15個細胞時才進行計數。進行三重獨立實驗,所有可見菌落均以人工方式計算。

統計分析:

采用雙尾學生t檢驗比較細胞培養和體內實驗的各組數據,結果以均數±SEM表示。所有統計分析均使用GraphPadPrism6.01進行。P<0.05的值被認為具有顯著性。

結果:

1.吸入氫氣可抑制體內膠質瘤的生長

圖1:氫氣吸入還能抑制U87皮下小鼠模型的腫瘤生長(d),腫瘤重量(e)和腫瘤體積(f)均有所下降。CTRL:對照組;HI:氫氣吸入組

圖1:氫氣吸入可抑制體內膠質瘤細胞的生長。在大鼠C6腦膠質瘤模型中,通過磁共振成像評估膠質瘤的生長情況。拍攝了具有代表性的圖像(a)并對其進行了量化(b)。氫氣吸入可延長中位生存期(c)。氫氣吸入也抑制了U87皮下小鼠模型中的腫瘤生長

分子氫對膠質瘤細胞腫瘤生長的影響首先在大鼠C6膠質瘤模型中進行了評估。磁共振成像結果顯示,在植入C6細胞后的第17天,氫化組(54.76±6.07)與對照組(51.23±9.11)的腫瘤大小無明顯差異。但在第26天,HI組的腫瘤體積比對照組明顯縮小(223.3±33.83mm3vs.363.3±34.80mm3,p=0.045)(圖1a、b)。此外,吸入氫氣還能延長中位生存期(28.00天對31.00天,p=0.0012)(圖1c)。

為了證實分子氫對膠質瘤生長的影響,我們使用了小鼠U87皮下模型。如圖1d-f所示,與對照組相比,吸入氫氣可顯著減少腫瘤重量(0.34±0.11gvs.0.79±0.11g,p=0.0078)和體積(181.30±48.02mm3vs.504.20±61.71mm3,p=0.0003)。