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研究背景及目的:肺癌是男性发病率和死亡率最高的癌症,骨骼是肺癌最常见的转移部位之一,30%~40%的晚期肺癌患者会发展为骨转移,肺癌骨转移灶大多数表现为多发性骨转移,在不明原发灶的骨转移病例中,尸检证实有超过50%的病例都有肺癌原发灶。骨转移会引起很多骨骼相关事件,包括骨痛、病理性骨折、脊柱压缩性骨折和高钙血症,这些并发症都会显著影响患者的生活和生存质量。当前针对转移性骨肿瘤所致骨骼损害的治疗主要是使用双磷酸盐抑制破骨细胞活性,临床资料已证实这种治疗方案能有效延缓骨损害,但并不能使病灶愈合。因此,对骨形成的研究显得尤为重要。成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,细胞外基质的合成、沉积、矿化等都是由成骨细胞分化而实现的。然而,肺癌细胞对成骨细胞生物活性的影响还未见报道。本课题旨在在观察肺癌细胞对成骨细胞的影响,初步探讨肺癌细胞影响成骨细胞的相关机制。方法:收集人肺癌细胞A549条件培养基(Conditioned medium,CM),实验根据在MC3T3-E1细胞的培养液中是否加入A549细胞条件培养基分为实验组和对照组,实验组的培养液中加入一定浓度的A549细胞条件培养基。分别采用HE染色和微丝绿色荧光探针观察细胞形态和骨架的改变,采用细胞计数试剂盒(cell counting kit-8,CCK-8)检测MC3T3-E1细胞增殖、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)测定试剂盒检测MC3T3-E1细胞的成骨性分化、茜素红染色检测MC3T3-E1细胞的矿化能力,采用实时荧光定量PCR分析基因的表达变化来检测A549CM对MC3T3-E1细胞成骨性标志基因碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)、骨钙蛋白(Osteocalcin,OCN)、Ⅰ型胶原蛋白1(Collagen type I alpha1,Col1)及核心转录因子Runt-related transcriptionfactor2(RUNX2)、Osterix(OSX)表达的影响,采用荧光定量PCR、Western blotting、细胞免疫荧光检测Notch胞内结构域(Notch Intracellular Domain,NICD)及其下游靶基因Hey1、Hes1的表达量的变化,使用Notch信号抑制剂DAPT抑制Notch信号通路观察肺癌细胞条件培养基对MC3T3-E1生物学活性的影响。结果:1、正常组的MC3T3-E1成骨细胞充分铺展呈立方体形、胞质丰富,用含A549CM的培养液培养后的MC3T3-E1成骨细胞变长,呈纺锤状。2、肺癌A549细胞CM刺激MC3T3-E1成骨细胞增殖,且对MC3T3-E1成骨细胞的作用呈时间-浓度相关性(p<0.05)。3、肺癌A549细胞CM抑制MC3T3-E1成骨细胞碱性磷酸酶及成骨相关因子mRNA的表达和矿化结节的形成(p<0.05)。4、肺癌A549细胞CM增强MC3T3-E1成骨细胞中Notch信号的NICD及其下游靶基因Hey1、Hes1的表达(p<0.05)。5、Notch信号抑制剂可拮抗肺癌细胞刺激成骨细胞增殖及抑制成骨细胞分化及矿化(p<0.05)。结论:肺癌A549细胞条件培养基可改变成骨前体细胞的形态及骨架,并通过激活Notch信号维持成骨细胞处于细胞前体状态,从而抑制成骨细胞分化及矿化。