MCP-1-CCR2途經(jīng)在前列腺癌骨轉(zhuǎn)移中的作用.pdf

1、骨骼是一些腫瘤最常見的轉(zhuǎn)移部位，包括前列腺癌、乳腺癌、肺癌、甲狀腺腫瘤、以及腎癌等。一旦腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移到骨骼，死亡率明顯的增高，并且所有發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的前列腺癌病人，最終都死于該疾病。因此臨床上迫切需要建立新型的治療方法，以預(yù)防或減輕骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生，提高病人的生活質(zhì)量。腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移到骨骼，與骨微環(huán)境相互作用，結(jié)果既促進腫瘤細(xì)胞的生長，同時又誘導(dǎo)溶骨現(xiàn)象以及隨后出現(xiàn)的成骨性損傷。腫瘤細(xì)胞與骨微環(huán)境間的雙向相互作用，增強骨細(xì)胞及前列腺癌細(xì)胞表達一系

2、列細(xì)胞因子、趨化因子及粘附分子等，包括單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)、破骨細(xì)胞形成促進因子(RANKL)等。這些分子對腫瘤轉(zhuǎn)移引起的骨質(zhì)破壞有重要作用。MCP-1 在急性炎癥反應(yīng)及血管形成過程中發(fā)揮促進單核細(xì)胞聚集和激活等重要作用。最近的研究表明，不同腫瘤病人的血清中MCP-1的升高與腫瘤發(fā)展的惡性程度有關(guān)。甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白(PTHrP)由骨細(xì)胞和前列腺癌細(xì)胞產(chǎn)生，與成骨細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合促進骨形成和骨吸收。與局部前列腺癌組

3、織相比，骨轉(zhuǎn)移組織部位PTHrP 大量表達，而且在前列腺癌及乳腺癌動物模型中發(fā)現(xiàn)PTHrP增強腫瘤骨轉(zhuǎn)移。目前尚未見有關(guān)PTHrP促進腫瘤相關(guān)的骨質(zhì)損傷機制及MCP-1在前列腺癌骨轉(zhuǎn)移中作用的研究報道。 我們的假說是：MCP-1 由腫瘤細(xì)胞及骨微環(huán)境中的細(xì)胞表達和產(chǎn)生，刺激前列腺癌細(xì)胞的增殖和遷移，同時誘導(dǎo)破骨細(xì)胞的形成。這些作用導(dǎo)致前列腺癌引起的骨質(zhì)破壞，增強腫瘤細(xì)胞在骨微環(huán)境中的生長和增殖。 為了證明我們的假說，首先

4、，應(yīng)用人類細(xì)胞因子抗體芯片技術(shù)，檢測從PrEC，LNCaP，C4-2B和PC3細(xì)胞收集培養(yǎng)上清(即條件培養(yǎng)基，CM)中分泌的細(xì)胞因子。我們發(fā)現(xiàn)所有的前列腺癌細(xì)胞與PrEC細(xì)胞相比產(chǎn)生高水平的MCP-1，進而發(fā)現(xiàn)PC3細(xì)胞分泌IL-8、lL-6、GROa、和ENA-78水平明顯高于 LNCaP 細(xì)胞。我們應(yīng)用ELISA實驗進一步證實了這些結(jié)果。然后，應(yīng)用PC3 CM 培養(yǎng)人骨髓來源的單核細(xì)胞(HBMC)，我們發(fā)現(xiàn)該上清能夠促進破骨細(xì)胞的形

5、成，MCP-1 中和抗體能夠抑制CM誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞形成作用。同時，我們通過細(xì)胞增殖實驗和浸潤實驗，觀察了MCP-1 對前列腺癌細(xì)胞增殖和浸潤能力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)MCP-1促進前列腺癌細(xì)胞的增殖和浸潤，P13激酶抑制劑或MCP-1受體(CCR2)拮抗劑均能抑制MCP-1對前列腺癌細(xì)胞增殖和浸潤的誘導(dǎo)作用。 MCP-1的功能是通過與CCR2結(jié)合而實現(xiàn)的，我們推論CCR2可能在前列腺癌的發(fā)展中有作用。為了證明我們的推論，我們檢測多種腫瘤細(xì)胞系

6、(包括前列腺癌和其他類型的腫瘤細(xì)胞)中CCR2的mRNA和蛋白質(zhì)表達。所有被檢測的細(xì)胞均表達CCR2的mRNA和蛋白質(zhì)，而且惡性度高的前列腺癌細(xì)胞一比如C4-2B、DUl45、PC3，與惡性度低的細(xì)胞一如LNCaP或非瘤性細(xì)胞一如PrEC、RWPE-1相比，CCR2基因的表達量明顯增加。進而，通過分析Oncomine 基因芯片數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)CCR2 mRNA的陽性表達與前列腺癌的惡性程度發(fā)展之間有密切關(guān)系。隨后，我們通過實時RT-PCR證

7、明，CCR2基因在前列腺癌轉(zhuǎn)移組織中的表達明顯高于局部前列腺癌組織或增生的前列腺組織。并且，采用免疫組織化學(xué)技術(shù)，檢測前列腺癌組織芯片中CCR2蛋白的表達，進一步證明CCR2的表達水平與前列腺癌組織的Gleason Score以及病理分級密切相關(guān)。 為了觀察PTHrP在腫瘤骨轉(zhuǎn)移中的作用機制及其在MCP-1產(chǎn)生中的調(diào)節(jié)作用，我們應(yīng)用人重組PTHrP分別作用于骨細(xì)胞和前列腺癌細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PTHrP對骨髓內(nèi)皮細(xì)胞、成骨細(xì)胞分泌和表

8、達 MCP-1有誘導(dǎo)作用，對前列腺癌細(xì)胞 LNCaP、PC3沒有誘導(dǎo)作用。最后，將表達組成性活性的PTH受體的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染到HBME和hFOB細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)MCP-1的產(chǎn)生增加，從這些轉(zhuǎn)染的細(xì)胞中收集的培養(yǎng)上清能夠誘導(dǎo)小鼠骨髓細(xì)胞中破骨細(xì)胞的分化、促進PC3細(xì)胞體外的增殖和浸潤作用。MCP-1中和抗體可以部分地抑制這種誘導(dǎo)作用。 總之，本研究首次證明，MCP-1 作為自分泌和旁分泌因子促進前列腺癌的生長和轉(zhuǎn)移；MCP-1介導(dǎo)前列腺癌骨