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背景和目的:肺癌是全世界范围内死亡率最高的恶性肿瘤。超过90%的癌症患者死亡是转移引起的,因此了解肺癌的转移机制显得尤为重要。上皮-间充质转化(Epithelial-mesenchymal transition, EMT)作为癌症转移早期阶段的一个关键步骤,可受多种信号途径的共同调控,其中包括TGF-β/Smad及JAK/STAT3信号通路。本研究旨在探讨TGF-β/Smad3与JAK/STAT3信号通路交互作用介导的非小细胞肺癌细胞发生上皮-间充质转化的作用机制。方法:(1)外源加入TGF-β1,观察细胞形态,Western blot检测EMT分子标志蛋白及Snail的表达;使用real-time PCR和Western blot检测不同TGF-β1刺激时间Snail的表达。(2)Western blot检测不同TGF-β1刺激时间Smad3和p-Smad3的表达;加入Smad3磷酸化抑制剂SIS3和TGF-β1共同刺激细胞,观察细胞形态,使用Western blot检测EMT分子标志蛋白及Snail、Smad3和p-Smad3的表达。(3)外源加入JAK/STAT3信号通路抑制剂AG490,使用Western blot检测Stat3和p-Stat3的表达情况;AG490和TGF-β1共同刺激细胞,检测Smad3、p-Smad3及Snail的蛋白表达,使用real-time PCR检测其下游靶基因MMP-2的表达;构建含有PAI-1基因启动子区的荧光素酶报告载体并且检测其荧光素酶的活性;通过Wound healing及Transwell细胞迁移和侵袭实验检测刺激前后细胞迁移及侵袭能力的变化。(4)外源加入IL-6,使用Western blot检测Stat3和p-Stat3的表达情况;IL-6和TGF-β1共同刺激细胞,检测EMT分子标志蛋白、Smad3、Smad4、p-Smad3及Snail的表达;通过Wound healing及Transwell细胞迁移和侵袭实验检测刺激前后细胞迁移及侵袭能力的变化。结果:TGF-β1刺激后,上皮样的肺癌细胞向间充质细胞形态转化,上皮分子标志蛋白E-cadherin表达下调,而间质标志蛋白Vimentin表达上调。同时磷酸化的Smad3(p-Smad3)及Snail的表达上调。加入Smad3磷酸化的抑制剂SIS3可以削弱TGF-β1引起的Smad3的激活、Snail的上调以及EMT的进程。更为重要的是,在A549和H1650细胞中JAK2的抑制剂AG490可以抑制STAT3的磷酸化,进而使p-Smad3,Snail和MMP-2的表达降低,同时也使含有PAI-1基因启动子区的报告载体的荧光素酶活性减弱。另外,AG490可以减弱TGF-β1诱导的细胞迁移和侵袭。然而,在肺癌细胞中外源加入IL-6激活STAT3,增强TGF-β1诱导的Smad3的磷酸化,增加Snail的表达量,以及加速TGF-β1介导的细胞迁移和侵袭。结论:我们的研究结果显示TGF-β/Smad通路介导的EMT过程及癌细胞迁移和侵袭需要JAK/STAT3信号通路的参与,且IL-6/JAK/STAT3信号通路和TGF-β/Smad信号通路可以协同作用促进EMT进程以及癌细胞的转移。抑制这两个信号通路可能是针对肺癌转移的一个潜在治疗手段。