在模拟低氧环境条件下促红细胞生成素与非小细胞肺癌细胞株生长状况的相关性研究

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目的:重组人促红细胞生成素(recombinant human erythropoietin,rh EPO)经常被用于治疗非小细胞肺癌患者的贫血,但是rh EPO应用后是否加重非小细胞肺癌癌细胞的恶性生物学行为仍存在争议。本研究旨在通过在体外模拟恶性肿瘤生长的低氧环境,明确rh EPO的应用是否对非小细胞肺癌的生长及免疫逃逸指标产生影响。方法:将细胞在1%O2、5%CO2和94%N2内培养,模拟肿瘤生长的低氧环境。在常氧和低氧环境下分别用0 U/ml、2 U/ml和8 U/ml rh EPO处理低表达促红细胞生成素受体(erythropoietin receptor,EPOR)的A549细胞系和高表达EPOR的NCI-H838细胞系,将实验分为6组。通过使用CCK-8实验来检测细胞增殖。将血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)和程序性死亡因子配体(programmed death-ligand 1,PD-L1)作为衡量肿瘤生长和免疫逃逸的指标,通过免疫印迹法检测三种蛋白的表达水平。组间利用单因素的方差分析进行统计学的处理,P<0.05说明有统计学意义的不同。结果:低氧本身可降低非小细胞肺癌细胞的存活率。rh EPO在低氧条件下可诱导肿瘤细胞增殖,2 U/ml rh EPO增加了NCI-H838细胞系的活细胞总数(低氧+rh EPO2U/ml vs低氧,P<0.05)。Western blot分析显示低氧上调VEGF、HIF-1α和PD-L1在NSCLC细胞中的表达(常氧vs低氧,P<0.05),但可能与EPOR的表达水平无关。Rh EPO降低了HIF-1α以及VEGF的表达水平。在A549细胞系中,呈rh EPO浓度依赖性,HIF-1α尤为明显(低氧vs低氧+rh EPO2U/ml vs低氧+rh EPO8U/ml,P<0.05)。低浓度的rh EPO可能不会减少VEGF的表达。在NCI-H838细胞系中,rh EPO对VEGF的影响更为显著,但可能与rh EPO浓度无关。rh EPO对PD-L1表达的下调仅出现在A549细胞系中,并且需要较高的rh EPO浓度(低氧+rh EPO8U/ml vs低氧&低氧+rh EPO2U/ml,P<0.05)。结论:低氧下长时间高浓度的rh EPO作用可促进NSCLC细胞增殖,且与细胞表面EPOR表达水平无关。低氧导致NSCLC细胞系中VEGF、HIF-1α和PD-L1的表达增加。常氧条件下,rh EPO不影响VEGF、HIF-1α和PD-L1的表达,而低氧条件下,rh EPO的应用降低了VEGF、HIF-1α和PD-L1的表达,从而影响了肿瘤细胞的生物学行为。
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