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目的: 信号素(SEMAphorins,SEMAs)最早的功能定位是神经轴突导向分子,但越来越引起人们广泛关注的是,该家族成员与肿瘤细胞迁移、肿瘤生长、免疫反应及血管生成等多种生理、病理现象密切相关。Semaphorin3A(SEMA3A)是目前发现的最强的轴突诱向分子,在神经系统等发育过程中起重要作用,但是随着研究的深入,越来越多的研究发现SEMA3A在非神经组织中也广泛表达,在肿瘤生长,迁移,血管发生以及诱导细胞凋亡方面发挥重要的作用。本研究拟通过慢病毒介导SEMA3A在口腔鳞状细胞癌细胞内过表达,进一步观察SEMA3A对内皮细胞小管形成,口腔鳞状细胞癌组织中血管生成,口腔鳞状细胞癌生长的影响,并探讨SEMA3A抑制血管生成的机制,为口腔鳞状细胞癌的治疗提供新的治疗策略。 方法: 1、用免疫印迹测定法检测R40P细胞,R40LN细胞,SCC-9细胞中SEMA3A表达情况。 2、构建SEMA3A慢病毒载体。慢病毒转染培养口腔鳞癌细胞株(SCC-9)后,荧光显微镜和免疫印迹技术测定慢病毒对SCC-9的转染效率和SEMA3A的表达。同时应用流式细胞仪分选慢病毒转染的SCC-9,获取高表达SEMA3A的SCC-9细胞株。 3、体外培养HUVEC细胞,分为对照组和SEMA3A组,SEMA3A组的HUVEC细胞转染SEMA3A慢病毒载体后,以Matrigel法检测SEMA3A对内皮细胞小管生成的影响。 4、以鸡绒毛膜尿囊血管生成法检测SEMA3A对血管生成的影响,首先分为四组,分别是对照组(单纯水),VEGF组(40μg/ml),SEMA3A组(50μg/ml)和VEGF+SEMA3A组(混合物中),每组10枚,最终在实体显微镜下观察并拍照。 5、裸鼠皮下荷瘤实验检测SEMA3A对肿瘤生长的影响。分为SCC组和SCC+SEMA3A组,在裸鼠皮下注射慢病毒转染的口腔鳞状细胞癌细胞,每周一次观察和测量肿瘤的生长情况。 6、裸鼠皮下荷瘤实验2月后处死小鼠,收获肿瘤组织后行CD31血管检测,检测在口腔鳞状细胞癌细胞过表达SEMA3A对肿瘤血管生成的影响。 7、体外培养HUVEC细胞,同时运用VEGF和SEMA3A处理,免疫印迹检测法观察其对VEGFR2表达的影响;证明SEMA3A对VEGFR2影响后,进一步检测SEMA3A对VEGF及其受体VEGFR2下游基因如SRC、FAK及ERK2的影响。 8、统计学分析:用SPSS13.0软件分析数据,实验数据用平均值±标准差表示。两组间比较采用t检验,多组间两两比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA)。若P<0.05,则认为组间有显著性差异。 结果: 1、口腔鳞状细胞癌细胞的SEMA3A表达的蛋白印记结果显示:SEMA3A在R40P、R40LN及SCC-9细胞中的表达;与其他细胞系相比,SEMA3A在口腔鳞状细胞癌细胞SCC-9中的表达水平较低。 2、SEMA3A慢病毒载体构建成功,转染至SCC-9细胞株后48h,荧光显微镜可见GFP标记的SEMA3A表达,进一步用免疫印迹检测发现,SEMA3A慢病毒载体转染口腔鳞状细胞癌细胞后可获得稳定的SEMA3A过表达。 3、流式细胞仪成功分选出表达GFP的细胞,然后培养,获取稳定表达SEMA3A的口腔鳞状细胞癌细胞株。 4、Matrigel法检测结果显示:与对照组相比,过表达SEMA3A后内皮细胞的小管形成明显受到抑制(P<0.01)。 5、鸡绒毛膜尿囊血管生成法检测检测结果显示:与对照组相比,VEGF组血管密度明显增加,SEMA3A组和VEGF+SEMA3A组中鸡绒毛膜尿囊血管生成受到明显抑制(P<0.01)。 6、裸鼠体内荷瘤实验结果显示,与SCC组相比,SCC+SEMA3A组中口腔鳞状细胞癌的生长受到显著抑制(P<0.01)。 7、CD31血管检测结果显示,与SCC组相比,SCC+SEMA3A组中口腔鳞状细胞癌的血管生成减少(P<0.01)。 8、VEGFR2及下游靶蛋白的免疫印迹实验结果表明:SEMA3A明显抑制VEGFR2的磷酸化(P<0.01),并抑制其下游基因SRC、FAK的磷酸化(P<0.01),但是对ERK2的磷酸化无明显影响(P>0.05)。 结论: 1、成功构建SEMA3A慢病毒载体,其转染口腔鳞癌细胞SCC-9细胞株后能较为稳定的高效表达SEMA3A蛋白。 2、SEMA3A可能是通过抑制口腔鳞状细胞癌组织中血管生成来抑制口腔鳞状细胞癌的生长。 3、SEMA3A通过抑制VGFR2磷酸化,进一步抑制其下游基因SRC和FAK的磷酸化,从而抑制血管生成。 4、SEMA3A可作为口腔鳞状细胞癌治疗的新的思路。