腦微血管內(nèi)皮細胞誘導小細胞肺癌細胞表達S100A16維系其線粒體穩(wěn)定性的研究.pdf

1、目的:迄今為止肺癌仍是人類健康的重要威脅，肺癌分為小細胞肺癌(SCLC)和非小細胞肺癌(NSCLC)。小細胞肺癌是分化程度較低的腫瘤，具有增殖速率快、發(fā)生轉(zhuǎn)移早的特點，發(fā)生轉(zhuǎn)移的小細胞肺癌患者存活期極短。因此，研究小細胞肺癌腦轉(zhuǎn)移機制對小細胞肺癌的診斷與治療具有重要意義。
　　小細胞肺癌的轉(zhuǎn)移具有嗜腦性，由于血腦屏障(BBB)的特殊構(gòu)造，腫瘤的腦轉(zhuǎn)移有其獨特之處。腦轉(zhuǎn)移的腫瘤必須通過人腦微血管內(nèi)皮細胞(HBMEC)組成的緊密連接，

2、并且在腦轉(zhuǎn)移的早期腫瘤細胞需要依附于血管才能生存下來。人腦微血管內(nèi)皮細胞亦能夠從多個方面影響轉(zhuǎn)移后的腫瘤細胞，使生存下來的腫瘤細胞發(fā)生一系列變化，從而在腦內(nèi)形成轉(zhuǎn)移灶。
　　S100A16蛋白是S100蛋白家族的新成員，在正常組織中低表達，而在許多腫瘤組織中表達升高，提示其與細胞的惡性轉(zhuǎn)化有關(guān)。S100A16在不同的細胞中發(fā)揮著不同的功能。文獻報道，膠質(zhì)瘤細胞中S100A16可以通過感知細胞內(nèi)Ca2+信號發(fā)生核轉(zhuǎn)位;前列腺癌中S1

3、00A16能夠通過AKT和ERK信號通路促進前列腺癌的增殖和轉(zhuǎn)移;乳腺癌中S100A16能夠上調(diào)Notch1，ZEB1，ZEB2，促進乳腺癌細胞發(fā)生上皮細胞間質(zhì)化;而在肺腺癌細胞膜上S100A16是一個獨立的腫瘤預后因子。血液循環(huán)中的腫瘤細胞多過表達S100A16，提示其可能與腫瘤的轉(zhuǎn)移相關(guān)。
　　腫瘤細胞的代謝有著自己的特點。Wrburg效應指出腫瘤細胞能夠通過無氧酵解產(chǎn)生大量的能量，而該過程不需要線粒體的參與。所以腫瘤細胞的線

4、粒體必然有著與正常細胞不同的特點。同時線粒體在細胞凋亡的早期也發(fā)揮著重要的作用。當線粒體受到損傷時，線粒體內(nèi)膜非特異性通透性孔道(MPTP)開放引起線粒體膜電位崩潰，細胞色素c外漏，從而啟動caspase的級聯(lián)活化誘導細胞凋亡。
　　本研究由S100A16蛋白入手，探究HBMEC培養(yǎng)上清在小細胞肺癌腦轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮的作用，對探明小細胞肺癌腦轉(zhuǎn)移機制具有一定的意義。
　　研究方法:本實驗通過對不同小細胞肺癌細胞中S100A16

5、表達水平的檢測，確定NCI-H446細胞作為研究對象;通過用HBMEC細胞培養(yǎng)上清刺激NCI-H446細胞模擬體內(nèi)小細胞肺癌腦轉(zhuǎn)移過程中與人腦微血管內(nèi)皮細胞之間的相互作用并檢測此條件下NCI-H446細胞中S100A16表達量的變化;在此基礎(chǔ)上構(gòu)建穩(wěn)定高表達S100A16的NCI-H446細胞株，利用MTS、PI染色、劃痕實驗、跨內(nèi)皮遷移實驗、AnnexinⅤ-FITC染色、JC-1染色檢測細胞各項生理功能的變化。在HBMEC上清刺激N

6、CI-H446細胞的條件下驗證高表達S100A16后NCI-H446細胞生理功能的變化，以此確定該功能的變化與人腦微血管內(nèi)皮細胞之間的聯(lián)系。通過H2O2刺激，檢測S100A16蛋白表達量的變化以及NCI-H446-S100A16細胞株抵抗H2O2造成的線粒體損傷的能力。并檢測HBMEC培養(yǎng)上清是否同樣具有抵抗H2O2造成的線粒體損傷的能力。最后通過檢測線粒體凋亡相關(guān)蛋白的表達水平初步探究S100A16蛋白維護小細胞肺癌線粒體膜電位穩(wěn)定的

7、機制。
　　結(jié)果:1、小細胞肺癌細胞NCI-H446細胞株中S100A16表達水平較低，而NCI-H250細胞株和NCI-H209細胞株中幾乎沒有S100A16的表達，HBMEC細胞株中S100A16有一定的表達。2、HBMEC細胞的培養(yǎng)上清能夠刺激NCI-H446細胞中S100A16的表達。3、S100A16的高表達不影響NCI-H446細胞株的細胞周期，遷移能力和跨內(nèi)皮遷移能力，但能夠在一定程度上影響其增殖能力。4、S100A

8、16的高表達有助于維持NCI-H446細胞株線粒體膜電位，抵抗H2O2所造成的線粒體損傷并且HBMEC培養(yǎng)上清培養(yǎng)的NCI-H446細胞有著與NCI-H446-S100A16細胞株相同的特點。5、NCI-H446-S100A16細胞株線粒體凋亡相關(guān)蛋白SMAC表達量明顯降低，并且其線粒體組分中細胞色素C表達水平明顯高于對照組。
　　結(jié)論:1、HBMEC細胞的培養(yǎng)上清能夠促進小細胞肺癌細胞中S100A16的表達，使小細胞肺癌細胞線粒