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目的:
上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer,EOC)是女性生殖器官肿瘤病死率最高的疾病。EOC发病隐匿,约70%的患者确诊时已属晚期,表现为大量腹水或腹腔转移,手术化疗效果不佳,其五年生存率仅为30%。因此,研究卵巢癌的侵袭转移机制对提高患者生存率,改善生活质量具有重要意义。累积的证据表明,卵巢癌侵袭转移受宿主免疫反应和肿瘤微环境中炎症细胞的影响。在这些炎症细胞中,巨噬细胞在恶性肿瘤发生发展中发挥最重要的作用。
巨噬细胞具有在不同的微环境中发生不同性质活化的功能可塑性。若微环境中主要的细胞因子为脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、干扰素(interferon,IFN)-γ时,巨噬细胞分化为M1型巨噬细胞,具有抗肿瘤效应;若微环境中主要的细胞因子为IL-4、IL-10、IL-13时,巨噬细胞向M2型巨噬细胞分化,具有促肿瘤作用。与M1型巨噬细胞相比,M2型巨噬细胞表达低水平的诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α及IL-1,高水平的精氨酸酶-1(Arg-1)、IL-10及M2型巨噬细胞表而分子标志物,如甘露糖受体(mannose receptor,MR,CD206)。肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAMs),即肿瘤微环境中的巨噬细胞,为极化的M2型巨噬细胞,具有促进肿瘤生长、参与肿瘤血管生成、促进肿瘤侵袭转移等作用。
肾上腺髓质素(adrenomedullin,ADM)是一种强烈的血管舒张肽,自人肾上腺髓质嗜铬细胞瘤中发现并分离。研究证实,ADM在多种肿瘤组织中均有表达,包括肺癌、乳腺癌、结肠癌、卵巢癌等。ADM是一种多功能活性多肽,参与肿瘤血管生成、抵抗肿瘤细胞凋亡、帮助免疫逃逸、促进肿瘤侵袭转移等过程。前期研究结果显示ADM促进了卵巢癌进展。因此,我们推测ADM在卵巢痛的侵袭转移中可能发挥重要作用。有研究证实TAMs促进黑色素瘤生长和血管生成是通过ADM实现的。而TAMs与ADM相互作用在卵巢癌中的研究尚未见报道。
本研究首先应用RNAi及转染技术敲低卵巢癌细胞系HO8910细胞中ADM的表达,通过裸鼠腹腔巨噬细胞与卵巢癌细胞间接共培养,流式细胞术、western blot及real-time PCR法检测共培养后ADM对裸鼠腹腔巨噬细胞活化的影响;其次在细胞水平利用细胞迁移实验及免疫荧光检测共培养后卵巢癌细胞迁移能力及细胞骨架变化,并探讨引起卵巢癌细胞迁移可能的信号传导通路。
方法:
1、利用腹腔灌洗法分离裸鼠腹腔巨噬细胞,流式细胞术鉴定巨噬细胞表面分子。
2、外源性ADM受体拮抗剂(ADM22-52)处理裸鼠腹腔巨噬细胞,利用RNAi及转染技术敲低卵巢癌细胞系HO8910细胞中ADM的表达,利用Transwell行巨噬细胞与卵巢癌细胞间接共培养。
3、流式细胞术、western blot及real-time PCR法分析共培养后巨噬细胞CD206、Arg-1表达水平及细胞因子(IL-10、CCL18、CCR2)分泌的变化。
4、利用Transwell细胞迁移实验及细胞免疫荧光技术检测共培养后卵巢癌细胞迁移能力及细胞骨架的变化。
5、共培养前用各种通路信号分子的抑制剂(C3转移酶、G(o)6983、LY294002、PD98059)处理HO8910细胞。利用Transwell细胞迁移实验及细胞免疫荧光技术比较卵巢癌细胞迁移能力及细胞骨架的变化。
6、利用western blot检测共培养后卵巢癌细胞中RhoA活性及cofilin磷酸化水平的变化。
结果:
1、利用腹腔灌洗法分离裸鼠腹腔巨噬细胞。分离成功后,流式细胞术显示巨噬细胞表面分子CD69表达增加。
2、Real-time PCR及western blot结果证实,ADM mRNA及蛋白表达在转染后的HO8910细胞中明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。
3、流式细胞术证实与HO8910细胞共培养的巨噬细胞CD206表达较对照组明显增加,而采用ADM shRNA HO8910与巨噬细胞共培养或事先ADM22-52处理巨噬细胞可显著阻断此效应(P<0.001)。Western blot实验证实与HO8910细胞共培养的巨噬细胞Arg-1表达较对照组明显增加,而采用ADM shRNA HO8910与巨噬细胞共培养或事先ADM22-52处理巨噬细胞可显著阻断此效应。Real-time PCR结果证实与HO8910或no-silence shRNA HO8910细胞共培养的巨噬细胞IL-10和CCL18表达较对照组明显增加,而采用ADM shRNA HO8910与巨噬细胞共培养或事先ADM22-52处理巨噬细胞可显著阻断此效应(P<0.001)。而CCR2显示与IL-10和CCL18相反的效应,即与HO8910细胞共培养后其表达水平下降,而采用ADMshRNA HO8910与巨噬细胞共培养或事先ADM22-52处理巨噬细胞CCR2表达显著上调(P<0.05)。
4、Transwell细胞迁移实验证实卵巢癌细胞HO8910与裸鼠腹腔巨噬细胞共培养后,HO8910细胞迁移能力明显高于对照组(56.00±7.76 vs28.63±3.66,P<0.001);事先用ADM22-52处理巨噬细胞可明显阻断此效应(15.00±3.25 vs56.00±7.76,P<0.001);下调HO8910细胞中ADM的表达同样可抑制共培养后HO8910的迁移能力(14.63±3.85 vs47.63±4.17,P<0.001),而单纯下调HO8910细胞中ADM的表达无此效应。细胞免疫荧光结果显示,卵巢癌细胞HO8910与裸鼠腹腔巨噬细胞共培养后,HO8910细胞骨架重组得到加强;事先用ADM22-52处理巨噬细胞可阻断此效应;下调HO8910细胞中ADM的表达同样可抑制共培养后HO8910细胞骨架重组,而单纯下调HO8910细胞中ADM的表达无此效应。
5、抑制实验结果显示,C3转移酶事先处理的HO8910细胞迁移能力明显低于未加入任何抑制剂的对照组(27.11±6.01 vs53.56±4.45,P<0.001),而G(o)6983、LY294002或PD98059均无此效应;C3转移酶事先处理的HO8910细胞骨架重组明显低于未加入任何抑制剂的对照组,而G(o)6983、LY294002或PD98059均无此效应。
6、Western blot结果证实卵巢癌细胞与巨噬细胞共培养后,RhoA-GTP及磷酸化cofilin表达水平较对照明显增加,而事先ADM22-52处理巨噬细胞可显著拮抗此效应。
结论:
1、ADM诱导腹腔巨噬细胞表型及细胞因子分泌类似TAMs。
2、ADM活化腹腔巨噬细胞促进卵巢癌细胞迁移及骨架重组。
3、活化的腹腔巨噬细胞促进卵巢癌细胞迁移是通过激活RhoA通路实现的。