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研究背景：类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis, RA）是一种慢性系统性自身免疫疾病，其基本病理特征表现为滑膜炎、关节滑膜炎症细胞浸润、滑膜细胞异常增殖、血管翳形成以及关节软骨和骨损伤等。滑膜成纤维细胞（rheumatoid arthritis synovial fibroblasts,RASFs）具有侵袭性和增殖性，可以侵蚀软骨，具有异常增生和凋亡减少特性，其在类风湿软骨和骨损伤的病理进程中起着非常重要的作用。RASFs的异常增生，促进了炎性细胞的大量浸润，而炎性细胞的浸润又反过来进一步促进RASFs的异常增殖，恶性循环的形成，进一步导致RA的不可逆性关节损伤。RA确切的发病机制尚未明确，多项研究表明由遗传因素和环境因素共同作用导致。在RA人群中，女性多于男性，发病率男女之比为1:2~4，更年期女性发病率明显高于同龄男性及老年女性，且患者体内雄激素及其代谢产物水平明显降低，说明RA的发病可能与患者体内雌雄激素的比例变化有关。由于肿瘤组织与RA的滑膜组织有很多的共同特性，如血管增生、纤维蛋白沉积、细胞异常增殖及高凝血酶活性，在研究RA的同时，我们也对乳腺癌进行了同步的研究。偶合基本氨基酸裂解酶4（Paired basic amino acid enzyme4，PACE4）是一种Ca2+依赖的丝氨酸蛋白水解酶，参与多种活性肽前体的活化过程，具有增强细胞侵袭性和增殖的能力，推测该基因在RA和乳腺癌中的表达可能与疾病的发生或者发展密切相关。目的：以RA的滑膜成纤维细胞RASFs和乳腺癌细胞MDA-MB-231为模型，siRNA方法沉默PACE4在细胞中的表达，观察细胞生物学功能的变化情况。本实验同时采用了PACE4的重组蛋白re-PACE4诱导细胞，观察对乳腺癌细胞生物学功能的影响以及相关作用机制的初步探究。方法：采用real-time PCR和western-blotting的方法检测PACE4在RA、OA和AS组织中的表达；设计并合成PACE4siRNA，在RASFs和MDA-MB-231细胞中特异性沉默PACE4的表达后，分别采用MTT、细胞划痕和transwell的方法测定细胞的增殖、迁移和侵袭的情况；利用流式细胞术测定沉默PACE4后对细胞周期的影响；另外采用ELISA对RASFs中炎性因子IL-1α，IL-1β，IL-17和TNF-α进行了检测；采用雌激素诱导RASFs和MDA-MB-231后，利用real-time PCR检测PACE4的表达；另外，在MDA-MB-231细胞中，加入re-PACE4重组蛋白后，利用MTT、细胞划痕和transwell的方法分别测定对细胞的增殖、迁移和侵袭能力的影响，另外还检测了加入re-PACE4重组蛋白对MDA-MB-231细胞Erk、Wnt3a和stat3信号通路的影响。结果：通过real-time PCR和western-blotting的方法发现，PACE4在RA滑膜中的表达明显高于在OA和AS滑膜组织中的表达（p=0.027）。人工合成PACE4siRNA瞬时转染RASFs和MDA-MB-231细胞，realtime PCR和western结果证实成功沉默PACE4的表达。采用MTT、细胞划痕和transwell的方法分别检测PACE4沉默前后RASFs和MDA-MB-231细胞的增殖、迁移和侵袭的变化，结果表明PACE4沉默后，RA和乳腺癌细胞的增殖能力都明显降低（p=0.001，0.034），迁移速率均明显减慢（p=0.001，0.022），侵袭能力也都明显减弱（p=0.001，0.024）。流式细胞仪检测细胞周期发现，PACE4沉默后能够将细胞周期阻滞在G0-G1期；ELISA法检测PACE4沉默前后RASFs中炎性因子IL-1α，IL-1β，IL-17和TNF-α的变化，结果显示TNF-α的表达明显降低（p=0.001）；雌激素诱导RASFs和MDA-MB-231后PACE4的表达没有明显变化；在乳腺癌细胞MDA-MB-231中加入re-PACE4的重组蛋白诱导细胞后，细胞的增殖能力明显升高（p=0.021），迁移速率明显加快（p=0.003），侵袭能力明显增强（p=0.01）；另外，重组蛋白的加入，能够激活乳腺癌MDA-MB-231细胞中的Erk和Wnt3a信号通路。结论：PACE4在RA滑膜组织和乳腺癌中高表达； PACE4沉默后，能够降低RASFs和MDA-MB-231细胞的增殖速率，减弱细胞的迁移和侵袭能力；加入re-PACE4重组蛋白诱导乳腺癌细胞时，能够增加细胞的增殖能力，加速细胞的迁移和侵袭能力，说明PACE4在RASFs和MDA-MB-231细胞中起促进作用，抑制其表达可以抑制细胞的生物学功能。PACE4参与细胞周期的调节，影响RASFs中细胞炎性因子TNF-α的表达，但是在RA和乳腺癌中的表达与雌激素关系不明显，另外在乳腺癌细胞中能够激活Erk和Wnt3a信号通路从而对细胞的生物学功能进行调节。