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上皮间质转化(epithelial mesenchymal transition,EMT)描述了一个快速双向的细胞表型的改变,上皮细胞经过表型的转换形成与成纤维细胞相似特点的间质样细胞,这在肿瘤的发展中扮演着极其重要的作用。这种改变导致了上皮细胞间粘附性的消失,极性的改变及细胞骨架的重塑,同时有角蛋白向波形蛋白表达的转变,使细胞变得易分离移动,以及失巢凋亡的抑制。典型的EMT表现有E-cadherin表达下调,N-cadherinvimentin等间质标记蛋白及其调节因子snail、slug和twist的表达上调等。 目前,关于p120ctn亚型与EMT的关系研究仅限于在诱导EMT发生后,发现p120ctn发生了从长亚型(p120cctn-1A)向短亚型(p120cctn-3A)的转变,导致了长亚型表达增加,而短亚型表达减少的现象,但p120ctn不同亚型对EMT发生的本身具有怎样的影响尚不清楚。p120-catenin(p120ctn)可分为1-4四种亚型,每种亚型都具有完整的犰狳重复序列并由此与E-cadherin相连参与细胞粘附复合体的形成,因此,p120ctn的亚细胞表达定位和功能的发挥受到E-cadherin表达定位的影响。有研究发现当p120ctn定位于细胞膜与定位于细胞浆中时可能会发挥着相反的作用,也有报道指出即使在p120ctn定位明确的同一细胞系中,p120cctn-1A和p120cctn-3A在调节肿瘤细胞的增殖、侵袭转移方面却发挥着不同的作用。这表明如果p120ctn对EMT具有影响的话,那么p120ctn亚型1A和3A对EMT的影响很可能是不同的。 有研究显示,p120ctn发挥抑制或促进肿瘤细胞增殖和侵袭的作用依赖于E-cadherin的表达与否。而Juanhan Yu等又发现p120ctn亚型1A和3A对肿瘤细胞增殖和侵袭的作用依赖于E-cadherin的定位不同而不同,那么p120ctn亚型1A和3A对EMT的作用是否也因E-cadherin定位的不同而不同尚不清楚。 本研究中,我们首先通过免疫组织化学方法揭示了p120ctn的膜或浆的表达与E-cadherin和vimentin表达及与淋巴结转移的关系后,进一步应用western blot检测了p120ctn、E-cadherin和vimentin在肺细胞系中的表达,筛选了p120ctn高表达、E-cadherin分别定为于膜和浆的H460和SPC的细胞系和p120ctn低表达、E-cadherin分别定为于膜和浆的LK2、H1299细胞系,通过干扰内源性的p120ctn-1A,或分别转染p120ctn亚型1A和p120ctn亚型3A质粒后,检测与EMT相关的分子表达和细胞侵袭能力的改变。目的在于揭示p120ctn亚型1A和3A对肺癌细胞EMT的可能不同的影响和机制。 材料和方法: 1、组织标本和病人资料 78例非小细胞肺癌组织标本均来自于中国医科大学附属第一医院病理科,所有临床研究遵循赫尔辛基宣言原则进行。根据世界卫生组织关于肺肿瘤组织学分型标准(2004),肺鳞癌32例,肺腺癌46例,高分化30例,中低分化48例。男性46例,女性32例。平均年龄为57,。根据第七版Lung Cancer of the InternationalUnion against Cancer(UICC)的TNM分期标准,Ⅰ-Ⅱ期39例,Ⅲa-Ⅲb39例。有淋巴转移的为43例,无淋巴转移的为35例。所有患者术前均没有接受放疗、化疗,手术后给予标准化疗方案。所有标本经中性福尔马林固定,石蜡包埋,HE染色后病理诊断和分型。 2、免疫组织化学 将石蜡标本制作成4um厚的连续切片。利用S-P方法进行免疫组织化学染色。检测肺癌组织及正常肺组织中p120ctn,E-cadherin和vimentin的表达。结果判定:由两位病理医生对切片进行观察,每张切片随机选择5个视野,每个视野计数100个瘤细胞。根据计数细胞着色的百分比:无着色为0分,1%-25%为1分,26%-50%为2分,51%-75%为3分,76%以上为4分。再根据细胞着色的强度划分3个等级:无着色为0分,浅黄色颗粒为1分,深黄色或者黄褐色颗粒为2分。将二者相乘,所得乘积即为该切片的最终得分。如得分≥3,则定义为阳性,若<3,则定义为阴性。在大于3分的基础上,当≥30%的瘤细胞存在P120ctn强的且连续的膜阳性信号时则定义为膜阳性,而当≤30%的瘤细胞存在P120ctn的膜表达且细胞浆中出现强的阳性信号时则判定为浆阳性。 3、细胞培养与转染 向p120ctn低表达H1299和LK2细胞系中分别转染p120ctn1和3过表达质粒,向p120ctn高表达的H460和SPC细胞系中中转染p120ctn-1A特异性siRNA,并验证其效率。 4、免疫印迹 免疫印迹检测p120,E-cadherin和vimentin在正常支气管上皮细胞和肺癌细胞中的基础表达量,转染和干扰效率以及EMT相关因子表达水平。 5、免疫荧光检测 利用免疫荧光共聚焦检测肺癌细胞中以及转染p120ctn-3A质粒后p120和E-cadherin的定位表达。 6、Transwell实验 分别转染p120ctn1和3质粒以及p120ctn-1A特异性siRNA后,利用Transwell检测肺癌细胞的侵袭能力的变化。 结果: 1、p120ctn的膜表达与E-cadherin正相关,与vimentin和淋巴结转移负相关 p120ctn在正常支气管上皮为膜表达,而在肺癌组织中p120的膜阳性表达比例明显下调(35%,27/78),浆核阳性表达比例增高(65%,51/78); E-cadherin在正常支气管上皮为膜阳性表达,而在肺癌组织中膜阳性表达下调(28%,22/78),阴性表达比例增高(72%,56/78); Vimentin在正常支气管上皮细胞中为阴性,而在肺癌组织中,vimentin阴性表达下调(68%,25/78),实质细胞出现阳性表达(32%,53/78),而且p120ctn浆核表达比膜表达时具有更高的vimentin表达(41.2%[21/51]:14.8[4/27]);相比较p120ctn膜表达肺癌组织是淋巴结转移比例(21/51),p120ctn浆表达具有更高比例的淋巴结转移(8/27)。统计分析后显示p120ctn的不同定位表达与E-cadherin、viemntin的表达及淋巴结转移(P<0.05)都密切相关,p120ctn的膜表达与E-cadherin的表达呈正相关,与vimentin浆表达和淋巴结转移负相关;p120ctn的浆核表达与E-cadherin的表达呈负相关,与vimentin表达和淋巴结转移呈正相关。 2、肺癌细胞系中p120ctn的表达定位与E-cadherin一致我们利用westernblot检测了正常支气管上皮细胞系HBE和9种肺癌细胞系中p120ctn和E-cadherin的蛋白表达,发现无论是HBE还是肺癌细胞系中主要是p120ctn-1(120kDa)和p120ctn-3(100kDa)两种亚型。尽管他们的蛋白表达水平与E-cadherin没有什么相关性,但p120ctn的膜/浆的不同定位总是与E-cadherin的表达定位相一致。我们选择了p120ctn-1,3亚型高表达且定位于细胞膜的H460和定位于细胞浆中的SPC肺癌细胞系,另选择了p120ctn-1,3亚型低表达且定位于细胞膜的H1299和定位于细胞浆中的LK2肺癌细胞系做进一步实验。 3、p120ctn-1A对EMT的影响依E-cadherin的亚细胞定位的不同而不同 我们应用siRNA-p120ctn-1A干扰序列干扰了E-cadherin膜表达的H460细胞系,发现敲除内源性的p120ctn-1A后,E-cadherin的表达下调,而N-cadherin、snail和vimentin的表达上调, Transwell结果表明细胞的侵袭能力增强(17.33±1.25v36.33±1.70,P<0.01);同样应用siRNA-p120ctn-1A干扰序列干扰E-cadherin浆表达的SPC细胞系后,却发现p120ctn-1A表达下调的同时E-cadherin表达上调,N-cadherin、snail和vimentin的表达下调,其结果与H460细胞系中完全相反,Transwell的结果也表明细胞的侵袭能力减弱(23.0±0.82vs13.0±0.82,P<0.01)。以上结果说明了在E-cadherin不同定位表达的细胞系中,p120ctn-1A对EMT发挥着不同的作用。 4、p120ctn-3A抑制EMT的作用不受E-cadherin定位的影响 为了验证p120ctn-1A和p120ctn-3A对EMT的作用是否不同,我们分别向p120ctn低表达,但E-cadherin分别定于膜(H1299)和浆(LK2)的肺癌细胞系中转染外源性的p120ctn-1A和3A质粒。结果表明,转染p120ctn-1A质粒后,在H1299细胞系中出现了E-cadherin表达的明显上调,同时N-cadherin、vimentin和snail的表达下调,细胞的侵袭能力下降(52.0±2.65v33.33±2.64,P<0.01),而在LK2细胞系中,E-cadherin的表达下调,N-cadherin、vimentin和snail的表达上调,细胞的侵袭能力增加(18.0±0.82v39.66±2.05,P<0.01)。对两种细胞分别转染外源性的p120ctn-3A质粒后,发现两种细胞系都出现了E-cadherin的表达上调,而N-cadherin、vimentin和snail的表达下调,Transwell结果表明2种细胞的侵袭能力都减弱(52.0±2.65vs29.66±1.53,P<0.01;18.0±0.82vs8.33±0.47,P<0.01)。以上结果进一步证实了p120ctn-1A对EMT的影响依E-cadherin的亚细胞定位不同而不同,更揭示了p120ctn-3A在E-cadherin不同定位的细胞系中始终发挥抑制EMT的作用 结论: 1、当E-cadherin膜表达时,p120ctn1,3亚型均发挥抑制EMT的作用,降低细胞的侵袭能力。 2、当E-cadherin浆表达时,p120ctn-1A则促进EMT,增强细胞侵袭能力,但p120ctn-3A则抑制EMT的作用,降低细胞的侵袭能力。