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结直肠癌是危害人类健康的常见恶性肿瘤,尽管目前治疗手段不断进步,但由于肿瘤易复发和转移且耐药问题未能很好解决,死亡率仍居高不下,其发病机制仍需继续深入研究。与其他恶性肿瘤一样,结直肠癌组织常可见大量活化基质的产生,这种现象被称为“促结缔组织增生反应”,成纤维细胞在其中发挥着重要作用。肿瘤间质中的成纤维细胞获得活化表型并具备更强的细胞外基质沉积和重塑能力,同时活化的成纤维细胞有大量α-SMA的表达和较高水平的生长因子分泌。肿瘤中活化的成纤维细胞又被称为肿瘤相关成纤维细胞、癌相关成纤维细胞、癌周成纤维细胞或活化的基质成纤维细胞。
成纤维细胞在肿瘤中发挥作用是通过与肿瘤实质细胞相互作用来实现的。相关文献表明肿瘤相关成纤维细胞能够促进肿瘤的发生和转移,我们前期实验发现肿瘤细胞-成纤维细胞共培养促进肿瘤细胞增殖,但肿瘤细胞对成纤维细胞的直接影响尚未见相关报道。
本实验继续运用实验室已经建立的肿瘤细胞-成纤维细胞相互作用模型(双层共培养和条件共培养方法),研究结直肠癌细胞SW620对成纤维细胞HELF生物学行为的影响,包括增殖、凋亡和衰老。实验证明SW620细胞条件培养基能够促进成纤维细胞HELF的增殖、抑制其凋亡和衰老,从而提示肿瘤细胞促进成纤维细胞增殖可能是肿瘤组织中“促结缔组织增生反应”的物质基础,肿瘤细胞可借此促进活化基质产生并最终影响肿瘤病人预后。肿瘤-问质相互作用也影响了成纤维细胞基因的表达。我们前期实验发现肿瘤一间质相互作用能够促进肿瘤细胞IGFBP7表达的升高,在本课题中,我们继续研究相互作用中成纤维细胞IGFBP7的表达改变及其影响因素。RT-PCR实验结果证明结直肠癌细胞系SW620的条件培养基能够促进成纤维细胞HELF中IGFBP7的表达。
TGF-β信号通路是肿瘤-间质相互作用中重要的通路之一。肿瘤细胞和成纤维细胞能够通过旁分泌TGF-β等细胞因子进行相互作用,最终影响肿瘤的演进。本实验所观察到的SW620细胞条件培养基能够促进成纤维细胞HELF增殖、抑制其凋亡和衰老的现象是否也是由TGF-β介导到的?为了阐明这一现象的发生机制,我们首先运用RT-PCR的方法检测结肠癌细胞系SW620、SW480、RKO和成纤维细胞HELF TGF-β表达情况,发现结肠癌细胞系都具有一定的TGF-β表达水平,而成纤维细胞HELF不表达TGF-β;其次,我们检测了SW620细胞-HELF细胞双层共培养模型中SW620细胞TGF-β的表达水平,结果表明相互作用能促进SW620细胞TGF-β表达;与此同时,对HELF细胞直接用外源性TGF-β处理,得出与SW620细胞条件培养基处理相似的实验结果,初步表明肿瘤细胞对成纤维细胞的作用可能是通过TGF-β介导的。成纤维细胞IGFBP7的增高也可以被外源性TGF-β诱导,表明SW620的条件培养基促HELF IGFBP7的表达可能是由。TGF-β介导的。但TGF-β对肿瘤-间质相互作用中成纤维细胞IGFBP7的表达起到了怎样的作用及成纤维细胞IGFBP7的增高会产生怎样的影响有待进一步研究。
我们的实验结果提示肿瘤-间质相互作用是一个复杂的过程,肿瘤细胞分泌的各种生长因子作用于其周围的成纤维细胞,使其活化;活化的成纤维细胞又能促进肿瘤细胞继续分泌各种生长因子,继续影响成纤维细胞的生物学行为,如此循环往复,最终影响肿瘤的演进。
通过以上实验,我们得到以下结论:
1.肿瘤细胞能促进成纤维细胞增殖和IGFBP7表达、抑制其凋亡和衰老。
2.TGF-β能促进成纤维细胞IGFBP7表达,抑制其凋亡和衰老。
3.肿瘤-间质相互作用促进肿瘤细胞TGF-β表达,表明肿瘤细胞对成纤维细胞的影响可能是由TGF-β介导的。