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肿瘤转移,是造成许多癌症治疗失败最主要的原因,包括前列腺癌。越来越多的研究表明,原发肿瘤细胞的转移往往呈现出一种靶向特定器官的趋向性。而为了探究这种肿瘤细胞靶向特定器官转移的具体机制,我们选用荧光素酶标记的小鼠前列腺癌细胞系——RM1,建立了前列腺癌肺转移模型。首先,采用骨髓腔接种手段,将RM1细胞注射入雄性C57BL/6J小鼠(6-7周龄)胫骨骨髓腔内。随后利用活体成像技术,每周对小鼠体内肿瘤细胞的生长和转移情况进行定期监测。当观察到小鼠体内出现明显的多器官转移或表现出呼吸困难、下肢瘫痪、体重短时间内骤降10-20%时,将其处死。与此同时,我们成功分离出了小鼠肺转移瘤细胞,并在体外对其进行筛选和扩增。有趣的是,当该肺转移瘤细胞被再次注射入小鼠骨髓腔内后,展现出了一种靶向肺组织转移的特性。经过反复几次上述“骨髓腔注射-体外扩增”的循环,最终获得了稳定的高肺转移能力的细胞株,并将其命名为RM1-LM细胞(RM1-lung metastatic cell)。接着,通过一系列体外实验,将RM1-LM细胞株与亲本细胞(RM1)进行对比,以探寻高肺转移细胞株(RM1-LM)在属性和功能上的改变。首先,在镜下我们观察到高肺转移细胞株较之亲本细胞表现出了更强的间质样表型,进一步通过Western blot实验验证了上皮间充质转化(Epithelial-mesenchymal transformation,EMT)的相关标志物,这其中包括:E-cadherin、Vimentin、Snail、Slug和ZEB1,均出现了显著的表达差异。此后,细胞增殖实验、克隆形成实验以及划痕实验都分别证明该高肺转移细胞株具有更强的增殖、克隆形成和迁移能力。最后,我们还发现这种前列腺癌细胞所发生的器官特性转移过程是被GSK-3β/β-catenin信号通路所调控,即该通路的激活能够促使RM1-LM细胞仅发生肺部的转移。目前的研究结果不仅为今后更加深入的研究奠定了基础,同时也有可能为前列腺癌的转移提供潜在的治疗靶点和诊断标记物。