肿瘤的发生和转移与肿瘤细胞所处的微环境有着密切的关系。一方面,肿瘤细胞可以通过自分泌和旁分泌,改变和维持自身生存和发展的条件,促进肿瘤的生长和发展。另一方面,全身和局部组织亦可通过代谢、分泌、免疫、结构和功能的改变,限制和影响肿瘤的发生和发展。肿瘤与环境,两者既是相互依存,相互促进,又是相互拮抗,相互斗争的。IL-1α,是IL-1的一个亚型,主要由活化的单核-巨噬细胞产生。它不但能影响炎症的进程,而且也有多种免疫和生长促进能力。在荷瘤小鼠模型中IL-1α通过影响血管生成而促进黑色素瘤生长。JWA是广谱的环境应答基因。近年来,课题组通过改变肿瘤细胞JWA基因的表达水平,观察其在体内的发展和归宿,取得了一系列研究成果。例如JWA通过MAPK信号通路调控不同下游效应分子,影响细胞微丝的重组和细胞迁移;JWA通过整合素信号通路调节小鼠黑色素瘤转移。此外,在皮肤诱癌模型中我们还发现,在肿瘤的发展阶段,JWA通过抑制MAPK通路抑制了肿瘤的生长。那么小鼠中JWA剔除所造成体内微环境的不同是否对肿瘤生长有影响?本研究中我们将从动物的整体水平探讨机体JWA剔除对于肿瘤生长是否有影响,并进一步用细胞模型探讨其涉及的分子机制。目的:探讨小鼠机体JWA剔除与否对于肿瘤生长的影响,及其可能的分子机制,为了解JWA的功能提供新的科学证据。方法:采用基于Cre-LoxP条件性基因剔除策略构建的条件性JWA基因全身剔除小鼠;采用经典皮下荷瘤实验动物模型,观察黑色素瘤细胞B16F10在不同基因型小鼠皮下生长状况,评价JWA缺失所造成的微环境对于肿瘤生长的影响;使用二维电泳,质谱分析等实验技术筛选不同基因型荷瘤小鼠血清中蛋白表达差异的分子;用细胞共培养模型这个经典的微环境研究模型在体外重复体内模型,接着用血管生成模型来验证筛选的分子。用ELISA试剂盒和蛋白质免疫印迹技术探讨并验证筛选分子的作用机制。结果:1.JWA剔除所致的体内微环境抑制了荷瘤小鼠黑色素瘤的生长。JWA纯合小鼠体重较小(P<0.05)、接种细胞后肿瘤体积较小(P<0.05)、肿瘤体积与小鼠体重比值和解剖时瘤体重与小鼠体重比值都较小(P<0.05);2.JWA剔除小鼠机体微环境抑制了黑色素瘤中血管的生成。免疫组化和蛋白免疫印迹结果显示,JWA剔除小鼠的荷瘤组织血管内皮标记物CD31表达量远远少于野生小鼠(P<0.05),炎症诱导因子COX-2和细胞增殖标记物PCNA表达量也远远少于野生小鼠(P<0.05)。3.在荷瘤小鼠体内,JWA剔除抑制了IL-1α的生成。二维电泳和质谱分析结果显示JWA剔除的荷瘤小鼠血清中IL-1α表达量远远小于正常野生小鼠(P<0.05)。ELISA试剂盒验证了质谱结果。4.JWA缺失通过抑制IL-1α的生成,进而抑制了肿瘤的血管生成。ELISA检测发现纯合小鼠腹腔原代巨噬细胞与B16F10细胞共培养的上清中IL-1α的含量低于野生小鼠模型(P<0.05)。血管生成实验发现相较与野生小鼠,用纯合小鼠腹腔原代巨噬细胞与B16细胞共培养的上清,促使HUVECs细胞生成血管更少(P<0.05)。Transwell实验也显示纯合小鼠的腹腔巨噬细胞与B16F10细胞共培养的上清对HUVECs的诱导迁移能力更弱(P<0.05)。相较于野生小鼠未加中和抗体的的共培养模型,在野生小鼠共培养模型中用anti-IL-1α中和抗体中和了IL-1α的作用后,共培养上清会抑制HUVECs细胞的血管生成(P<0.05)和迁移能力(P<0.05)。5.IL-1α是通过降低VEGF和TNF-α的分泌,从而抑制了肿瘤的血管生成。ELISA检测小鼠腹腔巨噬细胞与B16细胞共培养的上清发现,相对于野生小鼠,纯合中IL-1α含量更低,VEGF和TNF-α含量也更低(P<0.05)。并且在野生小鼠共培养模型中用anti-IL-1α中和抗体中和了IL-1α的作用后,VEGF含量会降低(P<0.05);TNF-α含量更是降低到了一个和纯合共培养模型一样的水平(P<0.05)。总而言之,JWA在B16F10移植瘤的发展过程中起到非常重要的作用。JWA通过调节IL-1α的表达,影响肿瘤血管的生成,进而影响肿瘤的生长。本研究发现为阐明微环境在肿瘤发展过程中的作用提供了新的重要科学证据;首次提出JWA在微环境中对肿瘤发展中的重要作用及其机制。