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背景与目的:趋化因子以自分泌和旁分泌的方式作用于肿瘤细胞,参与肿瘤细胞基因型和表型的改变,以及肿瘤微环境的形成,从而促进肿瘤生长、浸润和转移。本研究着重探索与肝癌转移相关的趋化因子,鉴定关键趋化因子CXCL5对肝癌细胞迁移侵袭的影响,并进一步探讨其信号传导机制,为肝癌的诊断和治疗提供新的线索。方法:利用qRT-PCR芯片技术筛选高、低转移潜能肝癌细胞(HCCLM3和HepG2)中表达差异的趋化因子;采用RT-PCR和ELISA方法检测肝癌细胞中关键趋化因子的mRNA和蛋白质水平;利用免疫细胞化学方法观察肝癌细胞中CXCR2的表达情况;利用Lipofectamin2000将小干扰RNA (siRNA)转染入肝癌细胞,下调CXCL5水平;利用划痕实验和Transwell小室法观察肝癌细胞的迁移和侵袭能力;利用Western blot检测MAPK信号通路中关键蛋白的表达情况;利用CXCR2抑制剂SB225002和MEK抑制剂U0126分别阻断CXCR2和ERK/MAPK信号通路的激活。结果:(1) qRT-PCR芯片显示高转移潜能肝癌细胞(HCCLM3)和低转移潜能肝癌细胞(HepG2)中存在多个差异表达的趋化因子,其中下调的有CXCL1、CXCL3、IL-1A、CCL2等14个,上调的有CXCL5、CXCL6、IL-8等14个。CXCL5在高、低转移潜能细胞中相差1000余倍。(2)根据芯片结果及文献报道,选取其中六个趋化因子(CXCL1、CXCL3、 CXCL5、CXCL6、CCL2和IL-1A),在四种转移潜能依次递增的肝癌细胞系(HepG2、SMMC7721、MHCC97L和MHCC97H)中进行RT-PCR验证。结果示,除CXCL3外,其余五种趋化因子验证结果与芯片一致,CXCL5编码基因的差异水平仍最为显著。(3)利用ELISA方法检测细胞培养上清液中CXCL5的蛋白水平。结果示HepG2、SMMC7721、MHCC97L和MHCC97H中CXCL5的分泌量分别为:22.21±0.48、25.74±1.40、82.78±3.23、98.85±1.73(F=393.48,P=0.000),说明高转移肝癌细胞系中CXCL5蛋白水平亦升高(P<0.001)。(4)免疫细胞化学结果显示,肝癌细胞表达CXCR2,主要存在于细胞膜和细胞质内,细胞核未被特异性染色。PBS对照组未见免疫染色。(5)选择高表达CXCL5的MHCC97H进行干扰试验。当Lipofectame2000和siRNA按照1:20的比例转染MHCC97H时,转染效率可达70%以上。利用RT-PCR和ELISA比较三种CXCL5-siRNA的干扰效率,发现siRNA-313的干扰效率最高。收集干扰72小时后的培养上清液进行细胞迁移和侵袭实验。结果显示对照组、siRNA-NC组和siRNA-313组迁移细胞数分别为21.73±0.26、20.47±0.38、11.07±0.52、(F=68.90,P=0.000)。侵袭细胞数分别为8.90±0.46、8.1±0.38、3.73±0.18(F=16.40,P=0.007)。siRNA-313组与其余两组比较差异均有统计学意义(P<0.001)。说明CXCL5沉默后的培养上清液中CXCL5的含量低,趋化肝癌细胞迁移和侵袭的能力也随之降低。(6)选择低表达CXCL5的HepG2作为外源性CXCL5刺激实验的研究对象。结果示CXCL5能显著促进HepG2体外迁移和侵袭能力,此作用具有浓度依赖性,CXCR2抑制剂SB225002能够降低此作用。说明CXCL5可能通过与CXCR2结合发挥作用。(7) Western blot结果显示,CXCL5刺激肝癌细胞之后,MAPK/ERK、 MAPK/p-38、MAPK/JNK三条信号通路中的关键蛋白p-ERK、p-p38、p-JNK表达水平均升高,以p-ERK变化最显著;利用U0126阻断ERK/MAPK通路之后,CXCL5趋化肝癌细胞迁移和侵袭的细胞数目明显下降。说明CXCL5/CXCR2通过激活ERK/MAPK信号通路促进肝癌细胞的迁移和侵袭。结论:本研究发现与肝癌转移潜能相关的趋化因子,进一步揭示了CXCL5通过与CXCR2结合,激活ERK/MAPK信号通路促进肝癌细胞的迁移和侵袭,提示CXCL5及其受体可能是肝癌侵袭转移链中的关键分子,有望成为临床肝癌转移有效的诊断及干预分子靶点。