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前言: 肺癌已经成为全世界癌症导致死亡的主要原因之一,约有85%的肺癌被确诊为非小细胞肺癌,肺癌转移是导致患者死亡的主要原因。因此,研究肺癌转移的分子机制,挖掘有效的生物标记物,探索新的治疗靶点是非常必要的。IL-7是个分子量约为25KD的单链糖蛋白,人类的IL-7R基因位于染色体5q13。IL-7/IL-7R信号通路不仅在正常免疫系统发育和维持正常的免疫功能中发挥重要作用,在一些自身免疫疾病中也发挥重要作用。近年的研究表明,IL-7/IL-7R信号通路参与许多恶性肿瘤包括淋巴瘤和多种类型白血病的发病及其进展过程。一些人类的肿瘤细胞能够产生IL-7,IL-7R在乳腺癌、结肠癌、肾癌和中枢神经系统肿瘤细胞表面高表达,提示IL-7/IL-7R在肿瘤的发生发展中发挥着重要作用。然而IL-7及IL-7R是否能调节肺癌细胞转移和凋亡,又是通过何种机制影响肺癌细胞转移和凋亡,这些研究未见报道。为了明确这些问题,我们检测了非小细胞肺癌细胞中IL-7及IL-7R对肺癌细胞迁移、侵袭和凋亡的影响,研究了IL-7及IL-7R调节肺癌细胞迁移、侵袭和凋亡的作用机制,并检测了迁移、侵袭和凋亡相关蛋白的表达情况和下游信号通路相关的信号分子。 材料与方法: 1、细胞培养 冻存于液氮的A549、H1299、H460和HBE等细胞经复苏后细胞使用RPMI1640和高糖DMEM培养基含10%的灭活小牛血清,以及100IU/ml青霉素和100μg/ml链霉素。37℃、5%CO2的条件下培养,每两天换一次液,并用0.25%的胰酶进行传代。 2、干扰siRNA转染 转染前24小时将细胞按50%密度接种于6孔板,分别转染siRNA对照,IL-7RsiRNA和p53siRNA,8-12hFCM监测转染效率,48h后终止细胞培养,用于后续实验。Real-time PCR和Western blot检测干扰效率。IL-7R和p53干扰序列和阴性对照均购自上海吉玛公司。 3、Real-time PCR和Western blot 转染IL-7R的siRNA和对照siRNA的细胞收集后Real time PCR和Western blot分别检测了干扰效率,达到干扰效率的同时Real-time PCR和Western blot检测了下游信号相关蛋白的表达。 4、流式表面分子检测 将接种在6孔板不同处理组的每孔细胞收集后分别加入PBS、FITC-IL-7R抗体和FITC-IgG1冰上避光孵育30min。PBS清洗2次后,4℃,1500rpm离心5min。最终加入300uLPBS上机流式细胞仪检测。结果用FlowJo7.6.1软件分析。 5、Transwell细胞侵袭和迁移实验 在具有8μm小孔聚碳酸酯滤膜的培养小室上铺用预冷无血清培养基1∶3稀释的Matrigel基质胶,放入培养箱凝固4小时。接种100μl含4×104个/mL细胞,下室加入600μl1640培养液,每组设6复孔。培养22-24h后,用棉棒轻轻拭去小室上表面的基质胶。清洗,甲醛固定,苏木精中染核,清洗晾干。光学显微镜下观察、照相,并计数每高倍视野滤膜底面的平均细胞数。迁移实验不需铺胶,直接接种细胞。其余步骤同上。 6、划痕实验 在每孔中接种细胞,待细胞长满无空隙时,用丝裂霉素处理2h。用PBS清洗细胞3次,用黄枪头比照已画好的横线划痕,划好后,用PBS清洗细胞3次,以便去除划下的细胞。按照事先分组,加入不同处理因素,37℃、5%CO2的条件下培养。按0,6,12,24小时取出拍照。每组实验重复孔至少3个,取划痕宽度平均值。 7、MMP9活性检测 细胞在无血清的培养基中培养24h。次日收集上清,配置含1%明胶的SDS-PAGE凝胶。上样,电泳,电泳结束后,将凝胶取出先洗脱后孵育,孵育结束后染色。染色结束,放入脱色液中进行震荡脱色。将凝胶放在成像分析仪中采集图像,以备分析。 8、细胞凋亡实验 将大约50%密度的A549、H1299和HBE细胞铺到六孔板中,转染IL-7R和p53干扰序列和对照序列,48小时后收集细胞,按Annexin V-FITC Apoptosis Kit(BD Pharmingen,USA)步骤进行,然后用BD仪器进行检测。 9、统计学分析 采用SPSS16.0统计分析软件,用单因素方差分析评价各种处理组间的不同,随后的亚组分析用LSD检验或Dunnett T3检验;数据以三次独立实验的均数±标准差表示,*P<0.05和**P<0.01为差异有统计学意义。 结果: 1、IL-7/IL-7R通过JAK1-PI3K/AKT信号途径上调RhoAmRNA和蛋白表达激活RhoA/ROCK/MLC通路促进肺癌细胞迁移,通过JAK1-PI3K/AKT信号途径下调TIMP1mRNA和蛋白表达增加MMP9活性促进肺癌细胞侵袭。 2、IL-7/IL-7R信号途径可以通过p53途径调控bcl-2和bax表达抑制非小细胞肺癌细胞凋亡。 结论: 1.IL-7/IL-7R通过JAK1-PI3K/AKT信号途径上调RhoA的表达激活RhoA/ROCK/MLC通路促进肺癌细胞迁移。 2.IL-7/IL-7R通过JAK1-PI3K/AKT信号途径下调TIMP1的表达增加MMP9活性促进肺癌细胞侵袭。 3.IL-7/IL-7R信号途径通过p53途径调控bcl-2和bax表达影响非小细胞肺癌细胞凋亡。