背景及目的:癌症(cancer)是导致人类死亡的一个重要原因,每年全世界癌症死亡的人数不断增多,肿瘤恶性程度也在不断提高。肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)在世界癌症死亡率排名中排名第二位,其具有高转移率,低预后率,难以治疗等特点。肿瘤的恶性侵袭与转移,导致患者肿瘤复发,治疗效果不佳,预后效果比较差。肿瘤细胞一旦转化为恶性细胞,它的侵袭和迁移能力也会变得异常强大。肿瘤细胞并不只限于单个细胞的迁移。在许多肿瘤类型中,通常观察到的侵袭单元是细胞群,群体的行为决定恶性功能。二维(two-dimensional,2D)细胞培养已广泛应用于生物学研究,但在二维水平生长的细胞并不能精确地模拟体内的状态。相比于二维细胞培养的情况下,三维(three-dimensiona,3D)细胞培养通过运用再造细胞外基质(extracellular matrix,ECM)(比如Matrigel、collagen I等),能够模拟体内细胞生存环境,为细胞提供一个更加接近体内生存条件的微环境,更有利于开展肿瘤细胞向周围组织侵袭和迁移的研究。HAb18G/CD147分子是一种跨膜糖蛋白,属于免疫球蛋白超家族黏附因子。其具有诱导肝癌细胞和周围基质成纤维细胞分泌基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs),以降解肝癌组织周围细胞外基质的作用,进而促进肝癌细胞浸润和转移。本实验室先前的研究发现,HAb18G/CD147很有可能在肝癌群体细胞运动中发挥重要作用。尽管群体细胞运动概念很早就被提出来,但是,先前的研究重点都是群体细胞参与正常发育过程,包括原肠胚形成、腺管形成、血管形成、斑马鱼胚层发育中细胞的迁移等,在肿瘤中群体细胞侵袭运动的机制仍然不是很清楚。所以,明确肝癌群体细胞运动的具体表型,更有助于开展CD147调控肿瘤群体细胞运动的分子机制研究。方法:通过划痕和transwell实验,检测三株人肝癌细胞迁移侵袭能力,免疫印迹实验检测在2D和3D培养条件下肝癌细胞迁移侵袭关键分子表达情况。运用Collagen I胶建立3D培养模型,将三株肝癌细胞系接种于胶原上,培养数天,石蜡包埋切片,HE染色方法评价模型建成情况。基于建立的肝癌群体细胞3D培养模型,运用免疫荧光染色方法对肝癌群体细胞运动关键分子,如HAb18G/CD147,钙黏蛋白E-cadherin,黏着斑Vinculin等分子的表达及分布情况进行初步研究,同时选取肝癌临床标本,运用HE染色方法,免疫组织化学染色方法对肝癌群体细胞运动关键分子的表达及分布情况进行研究。结果:划痕和transwell实验表明,三株人肝癌细胞都具有较强的迁移侵袭能力。免疫印迹实验提示,3D培养条件下的肝癌细胞迁移侵袭关键分子表达明显高于2D培养条件。运用3D培养模型培养的肝癌细胞,经石蜡包埋切片,HE染色观察,发现三株肝癌细胞都能够向Collagen I胶中生长侵袭,并呈现群体样运动。运用免疫荧光染色以及免疫组织化学染色,发现HAb18G/CD147分子在肝癌中高表达,并且主要分布在细胞膜上。E-cadherin分子也高表达于肝癌,主要分布在肝癌细胞与细胞连接处。Paxillin高表达于肝癌细胞中,促进黏着斑的形成。Vinculin分子在肝癌群体细胞中表现出极性分布,主要分布在群体细胞运动前缘,为群体细胞向前运动提供强大的粘附力。FAK在肝癌组织和正常组织中都有表达,但活化之后的FAK,即p-FAK高表达于肝癌细胞中。Vinculin在肝癌群体细胞中表现出极性分布,主要分布在群体细胞运动前缘,为群体细胞向前运动提供强大的粘附力。Rac1主要分布在群体细胞运动前缘,保证前缘细胞的突起形成。结论:成功建立肝癌群体细胞3D培养模型,通过运用3D肝癌培养模型制作的标本进行免疫荧光染色,以及肝癌临床标本免疫组织化学染色,对肝癌群体细胞运动关键分子进行表达及分布分析,基本明确了肝癌群体细胞运动表型。