实体肿瘤包括由肿瘤细胞构成的实质和由其它细胞构成的间质。问质细胞主要包括巨噬细胞、内皮细胞、淋巴细胞、成纤维细胞、周细胞和癌相关成纤维细胞等,它们共同构成了特定的肿瘤微环境。其中,癌相关成纤维细胞(cancer associated fibroblasts, CAFs)是肿瘤间质中可以特异性地表达αc-平滑肌动蛋白(α-SMA)的一类细胞,在肿瘤发生、发展过程发挥重要调控作用。肿瘤组织中CAFs的起源问题一直是肿瘤研究领域的热点课题。有研究表明,肿瘤中的CAFs可以由骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)分化而来,但是BMSCs向CAFs分化的分子机制还不是十分清楚。在本研究中,分别应用葡萄糖调节蛋白78 (glucose regulated protein 78, GRP78)过表达的结肠癌细胞的条件培养基,或者体外原核表达纯化的GST-GRP78融合蛋白刺激BMSCs,首次发现结肠癌细胞外分泌的GRP78参与调控BMSCs向CAFs转化。研究结果进一步表明,结肠癌细胞分泌型GRP78通过激活TGF-β/Smad信号通路发挥作用。此外,我们还建立了结肠癌细胞与BMSCs直接接触共培养模型,研究细胞接触依赖的细胞通讯是否参与调控该过程。免疫荧光染色结果显示,共培养体系中,与癌细胞直接接触生长的间充质干细胞α-SMA染色呈阳性。qPCR及Western blotting结果进一步表明,Notch以及TGF-β1/Smad信号通路在共培养体系中被激活。用特异抑制剂DAPT阻断Notch信号通路或慢病毒介导的shRNA干扰将癌细胞的Notch配体Jagged1沉默后,细胞接触所诱导的间充质干细胞α-SMA表达被显著抑制。在共培养体系中加入TGF-βⅠ型受体抑制剂SB431542,也可以抑制诱导的间充质干细胞分化。表明Notch、TGF-β1/Smad信号通路共同参与细胞接触诱导的间充质干细胞分化。用化学抑制剂分别阻断Notch、TGF-β1/Smad信号传导,检测对另一条信号通路激活的影响,发现TGF-β1/Smad在间充质干细胞向CAFs分化过程中,作为Notch信号的下游信号发挥作用。上述研究结果表明,结肠癌细胞可通过旁分泌因子GRP78和细胞接触依赖的细胞通讯方式,诱导骨髓间充质干细胞向癌相关成纤维细胞分化。该研究为深入理解肿瘤与肿瘤间质的相互作用提供了新的数据,并为肿瘤的治疗提供了更多理论依据。