结直肠癌细胞与成纤维细胞相互作用过程中成纤维细胞生物学行为和Cx43表达研究

摘要

结直肠癌是一类常见的消化系统恶性肿瘤，据世界癌症协会2014年的研究表明，结直肠癌的发病率和死亡率仍然高居第三位。虽然到目前为止，结直肠癌的研究已取得较多成果，但肿瘤复发、转移、耐药性等问题仍然存在，其发病机制并未完全明确。因此，深入研究结直肠癌发生发展的调节因素和机制，对于寻找有效的治疗靶点至关重要。
　　肿瘤间质对肿瘤的发生发展有着重要作用。成纤维细胞是肿瘤间质的重要组成成分，影响着肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭、血管生成等，且与肿瘤复发、转移等密切相关。肿瘤间质中成纤维细胞活化为癌相关成纤维细胞（cancer-associatedfibroblasts，CAFs）是肿瘤细胞-成纤维细胞相互作用过程中的一个重要过程，是成纤维细胞发挥肿瘤调节作用的关键。缝隙连接蛋白43(connexin43，Cx43)是一种重要的连接子蛋白，是构成细胞间缝隙连接通道（gap junction）的基本组成成分，是细胞间缝隙连接通讯(gap junction intercellular communication，GJIC)建立的基础。我们小组前期在临床样本中发现，Cx43在结直肠癌浸润前沿高表达。体外运用双层细胞球和直接共培养模型模拟结直肠癌细胞与成纤维细胞相互作用证实Cx43在结直肠癌细胞与成纤维细胞接触区域表达升高，且成纤维细胞被活化。且用结直肠癌细胞上清培养成纤维细胞可促进成纤维细胞活化，激活成纤维细胞中TGFβ信号和Wnt信号。而双层共培养模型，将结直肠癌细胞与成纤维细胞间接共培养也发现，相互作用可促进成纤维细胞活化，上调肿瘤细胞Cx43表达，其机制与肿瘤细胞Wnt信号激活有关。这表明相互作用可促进Cx43表达，也提示我们，肿瘤间质中成纤维细胞的活化可能与Cx43表达有关。但相互作用对成纤维细胞功能行为有何影响，其Cx43表达是否有改变，二者是否相关？这些仍不清楚。有研究发现，Cx43对成纤维细胞的活化、增殖和迁移等具有调节作用[1-3]，提示Cx43可能参与成纤维细胞功能行为的调节。因此，我们的目的是研究在结直肠癌细胞与成纤维细胞相互作用过程中成纤维细胞生物学行为和Cx43的表达情况，并探究其可能的机制和意义。
　　为证实以上猜想，我们构建结直肠癌细胞与成纤维细胞相互作用模型，观察成纤维细胞的生物学行为改变。结果表明，相互作用后成纤维细胞活化标记α-SMA、FAP、FSP1表达上调，其(S+G2)期细胞百分比由32％上升至40％以上，24 h和48 h迁移范围增加。活化成纤维细胞Cx43上调，与此同时，Wnt信号被激活，抑制Wnt通路可下调成纤维细胞活化标记α-SMA和Cx43表达。TGFβ1可促进成纤维细胞Wnt信号激活，上调Cx43表达，促进成纤维细胞活化、增殖和迁移。但Cx43的上调并未影响成纤维细胞的GJIC功能。据报道，Cx43是Wnt下游一个靶基因，能调节成纤维细胞活化、增殖和迁移等，由此我们推测结直肠癌细胞与成纤维细胞相互作用通过激活Wnt信号，上调Cx43表达，以一种非通道依赖的方式，促进成纤维细胞活化、增殖、迁移等生物学行为改变。
　　通过研究，我们得出以下结论:
　　1.结直肠癌细胞与成纤维细胞相互作用促进成纤维细胞活化、增殖和迁移;
　　2.相互作用促进成纤维细胞Wnt信号激活，Cx43表达上调;
　　3.Wnt信号促进成纤维细胞活化，上调Cx43表达;
　　4.TGFβ1促进Wnt信号激活、Cx43表达和成纤维细胞活化;
　　5.Cx43表达上调并不影响成纤维细胞GJIC功能，提示Cx43可能通过非通道依赖机制发挥作用。

目录

声明

致谢

摘要

英文缩略语

1 引言

2 主要的仪器设备和试剂

2．1 仪器设备

2．2 试剂

2．3 所用溶液配方

3 材料和方法

3．1 实验材料

3．2 实验方法

4 结果

4．1 结直肠癌细胞与成纤维细胞相互作用促进成纤维细胞活化、增殖和迁移，但不影响成纤维细胞凋亡

4．2 结直肠癌细胞与成纤维细胞相互作用后活化成纤维细胞Cx43表达增加

4．3 结直肠癌细胞与成纤维细胞相互作用促进成纤维细胞Wnt信号激活

4．4 Wnt信号抑制剂部分抑制成纤维细胞活化，下调Cx43表达

4．5 活化成纤维细胞中Cx43表达上调不影响成纤维细胞GJIC功能

5 讨论

6 结论

参考文献

综述 炎症性疾病和肿瘤中的成纤维细胞

作者简历