研究背景及目的：随着人口老龄化,恶性肿瘤的发病率随之升高。乳腺癌曾经是欧美发达国家女性最常见的恶性肿瘤之一,随着生活方式的西化,我国乳腺癌的发病率呈现上升趋势,这在沿海发达城市表现尤为明显。乳腺癌患者的总体预后相对其他恶性肿瘤较好,然而,一旦发生转移,5年生存率明显降低。肿瘤相关巨噬细胞是由单核细胞在肿瘤细胞诱导下分化形成的,通常具有M2型巨噬细胞表型。研究表明,肿瘤相关巨噬细胞浸润在乳腺癌组织中较为常见,并且其丰度分布与预后不良相关,具体机制不详。本研究旨在探讨肿瘤相关巨噬细胞在乳腺癌干细胞维系及其与乳腺癌转移的关系,并在此基础上,进一步研究乳腺癌细胞对单核细胞定向分化的调节及其干预措施。方法：首先,通过分层随机化收集复旦大学附属肿瘤医院2008年1月至2010年5月乳腺癌组织标本120例,采用免疫组化技术分析M2型肿瘤相关巨噬细胞标记CD163在乳腺癌中的表达分布。通过向培养基中加入巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)人为诱导单核细胞株U937分化为M2型巨噬细胞,采用镜下观察形态、RT-PCR及定量RT-PCR鉴定其表型。分别用不同活细胞染料(CMTMR, CMFDA)标记经诱导分化的U937细胞及乳腺癌细胞,利用体外促融合技术(聚乙二醇,PEG1450)辅助他们融合,通过流式细胞仪(FACS)分选融合形成的杂交细胞。通过体内外实验比较融合细胞与其来源乳腺癌细胞相关生物学行为的差异。其次,通过乳腺癌细胞与U937细胞共培养技术比较不同雌激素受体(ER)状态乳腺癌细胞诱导单核细胞分化能力的差异。为此,我们利用慢病毒载体系统药物筛选了分别带GFP-PURO和RFP-NEO标记的U937细胞及乳腺癌细胞稳定表达株,模拟单核细胞向肿瘤组织浸润的体内过程,研究不同乳腺癌细胞诱导单核细胞趋化迁移及侵袭能力。采用Bio-Plex multiplex human cytokine试剂盒检测了不同ER状态的乳腺癌细胞株单核细胞分化相关细胞因子(MCP-1, M-CSF, IL6, GM-CSF等)的分泌情况。最后,通过三氧化二砷处理乳腺癌细胞探索其对上述相关细胞因子分泌及乳腺癌细胞成瘤特性的影响。结果：CD163在不同类型乳腺癌组织中的表达存在差异,在ER-乳腺癌标本中表达较ER+高,而且CD163的表达高低是预后不良的独立因素。经过(12-)十四酸佛波酯(-13-)乙酸盐(PMA)及MCSF的诱导,单核细胞株U937分化成M2型巨噬细胞,表现在形态及免疫表型上表达CD163、CD204。在PEG的辅助下分化的U937细胞与乳腺癌细胞株MCF7及MDA-MB231存在一定的融合现象,经FACS分选出来的杂交细胞在免疫表型及生物特性上同其来源细胞均有一定差异。表现在杂交细胞具有更高的CD44+CD24乳腺癌干细胞表型,同时高表达上皮间质转变(EMT)相关基因。体外实验表明杂交细胞具有较强的迁移侵袭,而增殖能力较其来源细胞弱。体内实验研究表明,杂交细胞成瘤能力及转移能力较强。在乳腺癌细胞与U937细胞共培养诱导后者定向分化的研究中发现MDA-MB231细胞能在较短时间(一周)内将U937细胞定向分化为具有M2表型的肿瘤相关巨噬细胞,而MCF7细胞不具有短期诱导U937细胞分化的能力。通过定量PCR及Bio-Plex multiplex human cytokine试剂盒检测发现MDA-MB231与MCF7在诱导单核细胞分化的相关细胞因子(M-CSF,IL6等)的表达上存在明显差异,这一结果与其在诱导U937细胞分化的功能上完全吻合。三氧化二砷(As203)是一种矿物类中药,在抗肿瘤的研究中发现其具有诱导急性早幼粒细胞白血病(APL)分化的作用。体外实验结果证实亚致死剂量的As203能够抑制MDA-MB231细胞分泌促单核细胞定向分化的细胞因子M-CSF及IL6。在MDA-MB231细胞形成的移植瘤小鼠模型中发现As203能够降低成瘤小鼠外周血中相关细胞因子水平,使瘤体坏死及癌细胞ER状态转换。结论：M2巨噬细胞能够通过与乳腺癌细胞融合形成杂交细胞而促进乳腺癌转移；形成的杂交细胞具有部分乳腺癌干细胞的特性；不同ER状态的乳腺癌细胞诱导单核细胞分化为肿瘤相关巨噬细胞的能力存在差异；As203通过阻断乳腺癌细胞分泌促单核细胞定向分化的细胞因子而部分抑制其诱导单核细胞定向分化功能并且使得癌细胞ER状态转换。