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目的:研究乳酸（Lactic Acid）对结直肠癌（Colorectal Cancer,CRC）引起的骨转移进展的影响及其对破骨前体细胞的调控机制。方法:1.培养结直肠癌细胞系MC-38细胞并收集条件培养基（conditional medium,CM）,通过ELISA法检测MC-38细胞条件培养基与新鲜培养基中的乳酸浓度。通过在C57BL/6小鼠胫骨内注射MC-38细胞构建结直肠癌骨转移模型,ELISA法检测骨转移后不同时间点胫骨骨髓中的乳酸浓度。构建骨转移模型并局部注射乳酸,采集不同时间点的样本制备石蜡切片,通过TRAP（Tartrated Resistant Acid Phosphates）染色检测破骨细胞激活程度,采用番红固绿（Safranin O-Fast green）染色分析骨小梁溶骨性改变的严重程度。2.通过FACS分选小鼠原代破骨前体细胞并进行体外培养,通过BRDU法检测乳酸对破骨前体细胞增殖的影响,通过Tunel法或Annexin-V/PI法检测乳酸对破骨前体细胞凋亡的影响。体外用RANKL和M-CSF诱导破骨前体细胞向破骨细胞分化,同时用乳酸进行干预,使用TRAP染色检测破骨细胞分化情况,使用ELISA法检测TRAP的蛋白浓度。通过免疫荧光法检测破骨细胞的形态。3.用乳酸处理成破骨分化过程中的破骨前体细胞并进行转录组测序,筛查显著改变的目标基因,找到候选CXCL10,Real-time PCR检测乳酸刺激后体外培养的破骨前体细胞中CXCL10的表达情况,以及体内TRAP分析和番红固绿染色验证CXCL10在肿瘤进展中的改变。4.使用Cxcl10体外直接处理CD115+的细胞,通过TRAP染色,TRAP活性Elisa（Enzyme-linked immunosorbent assay,酶联免疫吸附试验）和Real-time PCR检测其对破骨前体细胞分化的影响。5.既往研究表明,Cxcl10会增强CD4（+）T细胞的募集。因此通过流式细胞技术检测胫骨转移瘤小鼠模型中,体内注射乳酸后,CD4（+）T细胞的细胞比例变化。由于CD4（+）T细胞会释放RANKL,而RANKL可以促进破骨前体细胞的分化,因此通过Real-time PCR检测RANKL的表达水平,并使用含Cxcr3拮抗剂AMG-487的Cxcl10重组蛋白在体内外进行干预,通过Trap分析,番红固绿染色和免疫荧光测定检测其影响。6.乳酸处理培养CD115+细胞,在使用ERK拮抗剂（Ravoxertinib）、JAK-STAT拮抗剂（Oclacitinib）、PI3K拮抗剂（LY294002）后,Western blot检测CD115+中Cxcl10、RANKL蛋白表达水平,Real-time PCR检测CD115+中炎性细胞因子Cxcl10、RANKL表达水平。进一步通过Western blot检测CD115+中t-mTOR、p-mTOR、t-CREB、p-CREB、t-AKT、p-AKT、t-PI3K、p-PI3K蛋白表达水平。7.通过RNA测序并通过GO数据库进一步富集表达差异的基因,一些细胞间粘附途径被激活,在LA治疗组中,编码Cadherin-11（一种钙依赖性细胞粘附分子）的Cdh-11也被显着上调。通过Real-time PCR,流式细胞技术以及Western blot检测进行验证。通过Real-time PCR检测在体内与纤维化相关的因子的变化,在体外通过转染Cdh-11的Si RNA及过表达LA检测纤维相关因子的变化。8.在胫骨转移模型小鼠体内注射LA的同时注射PI3K拮抗剂,通过Real-time PCR,Trap染色,番红固绿染色,免疫荧光测定和生存期测定观察其影响。结果:1.乳酸由结直肠癌细胞分泌,在体内累积并会促进溶骨性病变,降低小鼠生存期;2.乳酸对破骨前体细胞的增殖,凋亡和分化没有直接作用;3.趋化因子Cxcl10在LA处理组高表达,在使用Cxcl10中和抗体后,可缓解溶骨性改变;4.Cxcl10对破骨前体细胞的分化没有直接作用;5.Cxcl10可增强CD4（+）T细胞的募集,分泌RANKL促进破骨前体细胞的分化,使用Cxcl10受体Cxcr3的重组蛋白可减少溶骨性改变;6.LA通过PI3K-AKT途径调控Cxcl10的表达,进一步影响破骨前体细胞的分化;7.LA处理后,破骨前体细胞中Cadherin-11的mRNA和蛋白水平均被上调,LA积累后Cadherin-11的过表达会促进破骨前体细胞的定植;8.LA通过PI3K-AKT通路调控Cadherin-11的表达,进一步影响溶骨性改变。结论:我们发现LA会促进了溶骨性改变,并表明是通过调节破骨前体细胞来产生影响。这种作用是LA通过激活PI3K/AKT/CREB通路促进CXCL10的表达,募集CD4（+）T细胞分泌RANKL影响破骨前体细胞的分化;还有LA通过PI3K/AKT/mTOR通路促进Cadherin-11信号的表达,介导破骨前体细胞的粘附和纤维化环境的形成引起的。细胞粘附和胶原蛋白沉积都促进破骨前体细胞的定植,从而促进溶骨性病变的形成和肿瘤的进展。另外,PI3K通路拮抗剂可有效缓解骨溶解的进程并改善结直肠癌骨转移的预后,可以作为结直肠癌骨转移的潜在治疗靶点。