癌相關成纖維細胞中Gal—1表達通過integrin β1促進胃癌細胞侵襲的機制研究

倪海濱　孫元水　王峰勇　徐繼　何徐軍　陳劍　吳頎　吳勁風

[摘要] 目的 研究癌相關成纖維細胞中Gal-1表達通過integrin β1促進胃癌細胞侵襲的機制。 方法 高表達Gal-1的胃癌CAFs采用原代培養法，通過CAFs與胃癌細胞共培養、siRNA轉染、抑制Gal-1/封閉integrin β1表達、細胞侵襲能力實驗、侵襲能力影響實驗和IHC實驗等技術，研究胃癌細胞侵襲遷移能力受胃癌CAFs中Gal-1表達的影響程度及作用機制。分析高表達Gal-1 的CAFs對癌細胞遷移能力和侵襲能力的影響，比較Gal-1和integrin β1免疫組化實驗結果。 結果 CAFs共培養使得胃癌細胞侵襲和遷移能力得到明顯提升，Gal-1的表達遭到siRNA抑制后，CAFs對遷移能力和侵襲能力的促進作用得到有效抑制。Gal-1主要在胃癌細胞的間質成纖維細胞中表達，integrin β1主要在胃癌細胞的細胞膜中表達。Gal-1和integrin β1在胃癌中的陽性率分別為56.67%（51/90）、43.33%（39/90），并且其表達與淋巴結轉移、遠處轉移、TNM分期差異具有統計學意義（P<0.05）。 結論 CAFs表達Gal-1并通過促進胃癌細胞integrin β1表達的形式提高胃癌細胞的侵襲遷移能力，指明今后胃癌的治療和相關預后的研究方向，表現出一定的理論研究價值。

[關鍵詞] 癌相關成纖維細胞；Gal-1；integrin β1；胃癌；侵襲

[中圖分類號] R735.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2016）34-0001-03

Study on the mechanism of expression of Gal-1 in cancer-related fibroblasts promoting the invasion of gastric cancer cells via integrin β1

NI Haibin1 SUN Yuanshui1 WANG Fengyong1 XU Ji2 HE Xujun2 CHEN Jian1 WU Qi1 WU Jinfeng1

1.Department of Gastrointestinal Surgery， Tongde Hospital of Zhejiang Province， Hangzhou 310012， China； 2.Department of Gastrointestinal Surgery， Zhejiang People's Hospital， Hangzhou 310014， China

[Abstract] Objective To study the mechanism of expression of Gal-1 in cancer-related fibroblasts promoting the invasion of gastric cancer cells via integrin β1. Methods Gastric cancer CAFs with highly expressed Gal-1 were primarily cultured， co-cultured with gastric cancer cells， transfected with siRNA， inhibited Gal-1 expression/blocked integrin β1 expression， given cell invasiveness test， given invasiveness test and IHC experiment technology. The effect and mechanism of gastric cancer cell invasion and migration on the expression of Gal-1 in gastric cancer CAFs were studied. The effect of CAFs with highly expressed Gal-1 on the migration and invasiveness of cancer cells was analyzed， and the results of Gal-1 and integrin β1 immunohistochemistry were compared. Results The co-culture of CAFs was able to enhance the invasion and migration of gastric cancer cells significantly. Gal-1 expression was inhibited by siRNA， and the promoting effects of CAFs on migration and invasion ability was effectively inhibited. Gal-1 was mainly expressed in interstitial fibroblasts of gastric cancer cells， and integrin β1 was mainly expressed in the cell membrane of gastric cancer cells. The positive rates of Gal-1 and integrin β1 in gastric carcinoma were 56.67%（51/90） and 43.33%（39/90） respectively， and the differences between its expression and lymph node metastasis， distant metastasis and TNM staging were statistically significant（P<0.05）. Conclusion CAFs express Gal-1 and enhance the invasion and migration of gastric cancer cells by promoting the expression of integrin β1 in gastric cancer cells. The study indicates the future direction of treatment and prognosis of gastric cancer， showing a certain theoretical research value.

[Key words] Cancer-related fibroblasts； Gal-1； Intergrin β1； Gastric cancer； Invasion

據相關部門統計顯示[1-3]，胃癌在世界腫瘤中占據較大比例，特別是在中國，死亡率最高的腫瘤當屬胃癌。近年來出現了各種各樣的胃癌治療手段，其中主要手段還是手術治療。臨床研究結果顯示[4-6]，外科手術切除胃癌的水平取得顯著進展，并且對胃癌的治療療效顯著。但統計調查結果證實，通過手術切除、放療、化療等綜合手段治療的患者，5年生存率極低，甚至不到50%。究其原因主要在于患者就診時大多數已處于Ⅲ或Ⅳ期及腫瘤復發、淋巴結轉移等因素。研究專家統一認為，深入了解胃癌轉移相關分子機制迫在眉睫。本研究針對癌相關成纖維細胞（carcinoma associated fibroblasts，CAFs）中Gal-1表達通過integrin β1促進胃癌細胞侵襲的機制展開研究。

1資料與方法

1.1一般資料

選擇2009年1月～2012年3月我院胃腸外科接診的90例胃癌患者石蠟切片，術后隨訪2年。所有病例均經病理學證實，術前未經過任何放化療。本研究患者知情并同意，且經我院倫理委員會審批通過。

1.2 方法

1.2.1 原代培養 切取所選患者胃癌侵襲邊緣組織，儲存于標本消毒液中，于低溫下保存。并在消毒液中對組織標本進行初步處理，去除黏液及周圍非癌組織黏膜。并將標本分為兩份，一份制作成蠟塊標本，另一份繼續進行原代培養。采用酶消化法進行原代培養，從消毒液中取出的組織塊應用PBS（pH=7.4）洗滌，去除殘留消毒液成分。將組織剪成1mm2碎塊置于標本消化液中，后移至容量為50 mL的無菌管中，加入一定的消化液至15 mL，于恒溫搖床中反應2 h（37℃，120 r/min）。后用離心機離心，取上清液。

1.2.2 CAFs與胃癌細胞共培養 Trans-well模型，上室加入1×105個胃癌細胞（7901、AGS和823），下室加入2×105個CAFs和預先轉染Gal-1 siRNA的CAFs。37℃恒溫下培養48 h后收集共培養的胃癌細胞。

1.2.3 siRNA轉染 使用無血清培養基稀釋Gal-1 siRNA-1、Gal-1 siRNA-2、integrin β1 siRNA-1、integrin β1 siRNA-2，后與轉染劑混合，室溫孵育20 min。

1.2.4 抑制Gal-1/封閉integrin β1表達 6孔板鋪2×105個CAFs細胞/胃癌細胞，培養條件溫度37℃，時間24 h，待上清液棄去后，加入無血清培養基（2 mL），每孔中滴入混合物（Gal-1 siRNA/integrin β1 siRNA與轉染劑），待繼續培養24 h后收集細胞。

1.2.5 高表達Gal-1的CAFs對腫瘤細胞遷移能力和侵襲能力實驗 （1）細胞遷移能力實驗：所用Trans-well模型。收集處于對數生長期的CAFs，預先轉染Gal-1 siRNA的CAFs及7901、AGS和823胃癌細胞。調整細胞濃度至合適值，其中上室鋪含1×105個胃癌細胞的無血清培養基，下室鋪含2×105的CAFs和CAFs FBS培養基。培養24 h后將上下室取下，用乙醇預冷固定后，擦拭上室未穿過微孔膜的細胞，后進行HE染色。置于顯微鏡下觀察，分析胃癌細胞的轉移能力改變情況。（2）細胞侵襲能力實驗：其他步驟同上述遷移能力實驗。不同之處為培養時間為48 h。

1.2.6 Gal-1誘導的侵襲和遷移能力受胃癌細胞封閉integrin β1的作用影響實驗 （1）侵襲能力影響實驗：用無血清培養基提前調整好預先轉染Gal-1 siRNA的胃癌細胞（7901、AGS和823）濃度后，加入到Trans-well模型上室，30% FBS（含有CAFs）培養基加入下室。（2）遷移能力影響實驗：同上。

1.2.7 IHC實驗 90例胃癌患者的石蠟切片65℃烘烤2 h，用二甲苯脫蠟，梯度酒精脫二甲苯。后用0.01 mol/L的枸緣酸鹽修復液高壓修改3 min。使用質量分數為3%的雙氧水室溫下孵育20 min使內源性過氧化物酶失活。用常規羊血清室溫封閉20 min后，滴加anti-integrin β1和anti-Gal-1，并置于4℃恒溫箱中過夜。用PBS洗滌三次后滴加二抗，并置于室溫下靜置20 min，再用PBS洗滌三次，最后進行顯色、復染、脫水、封片等操作。后進行掃描儀掃描，留存。

1.3觀察指標

Gal-1和integrin β1免疫組化實驗染色結果判定標準[7-10]：陽性細胞評分×染色強度評分，其中0分無表達，1～3分可以表達，4～6分弱表達，7～12分強表達。陽性細胞評分：按照所占計數細胞的百分數評分，0分≤5%，6%<1分≤25%，26%<2分≤50%，51%<3分≤75%，76%<4分≤100%。染色強度評分：0分無色，1分淡黃色，2分棕黃色，3分棕褐色。

1.4統計學分析

選擇SPSS18.0統計學軟件分析數據，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，采用t檢驗，計數資料采用χ2檢驗，等級資料比較采用秩和檢驗（Wilcoxon兩樣本比較法），P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 高表達Gal-1 的CAFs對胃癌細胞遷移能力和侵襲能力的影響

胃癌細胞的遷移和侵襲能力在CAFs共培養后顯著增強，Gal-1的表達受到siRNA抑制后，CAFs對遷移能力和侵襲能力的促進作用得到有效抑制，見封三圖1。

2.2 Gal-1和integrin β1免疫組化實驗結果

如封三圖2所示Gal-1和integrin β1染色結果，Gal-1主要在胃癌細胞的間質成纖維細胞中表達，integrin β1主要在胃癌細胞的細胞膜中表達。90例患者臨床資料、Gal-1和integrin β1與病理學參數的關系見表1。Gal-1和integrin β1在胃癌中的陽性率分別為56.67%（51/90）和43.33%（39/90），并且其表達與淋巴結轉移、遠處轉移、TNM分期差異具有統計學意義（P<0.05）。

3討論

臨床研究表明，Gal-1作為一種特殊的分泌性蛋白，在CAFs中存在過表達現象，該現象關系到多種癌癥的進展和預后。研究表明，該分泌性蛋白在胃癌中的過表達機制目前仍不明確。腫瘤中integrin β1顯示出強大的生物學功能，對細胞增殖和侵襲具有一定的促進作用等，在其表達水平降低時，細胞侵襲遷移能力受到抑制。另有實體瘤研究報道[11-14]，integrin β1高表達會使腫瘤細胞產生耐藥性。一系列的腫瘤研究結果表明，腫瘤微環境在一定程度上影響其進展。成纖維細胞是腫瘤微環境中最主要的間質細胞類型，組織完整性得以構建。細胞正常狀態下，成纖維細胞在特殊情況下能發揮組織修復功能，而在腫瘤細胞中，成纖維細胞發生分化為癌相關成纖維細胞。腫瘤細胞在微環境各種成分的相互作用下，轉移和進展速度增大，甚至腫瘤細胞的耐藥性和抵抗治療能力均會受到腫瘤細胞微環境各種組分的影響，嚴重情況下顯著影響患者腫瘤治療預防工作的順利進行。曾有文獻報道[15-17]，這些細胞分泌多種通過不同機制促進腫瘤進展和轉移的蛋白。深入研究該種促進機制，能為腫瘤的治療提供研究方向，改善患者預后工作，具有重要的臨床研究價值。另外CAFs促進腫瘤進展的機制多種多樣，因此研究分子機制對于提高患者預后及對腫瘤工作的進展意義重大。

本研究結果顯示，Gal-1促進胃癌細胞侵襲轉移的機制與其能促進胃癌表面integrin β1表達有關。利用integrin β1siRNA提前封閉胃癌細胞中integrin β1的表達，當其表達受到阻斷后，明顯限制Gal-1的促胃癌細胞侵襲轉移作用。免疫組化結果也表明，患者Gal-1和integrin β1的表達相關。經CAFs共培養后胃癌細胞遷移能力和侵襲能力顯著增強，利用siRNA抑制Gal-1的表達后，CAFs促進遷移和侵襲能力的效果得到抑制，與相關報道相一致[18-22]。Gal-1主要在胃癌細胞的間質成纖維細胞中表達，integrin β1主要在胃癌細胞的細胞膜中表達。Gal-1和integrin β1在胃癌中的陽性率分別為56.67%（51/90）和43.33%（39/90），并且其表達與淋巴結轉移、遠處轉移、TNM分期有較大關系。

綜上所述，CAFs表達Gal-1并通過促進胃癌細胞integrin β1表達的形式提高胃癌細胞的侵襲遷移能力，指明今后胃癌的治療和相關預后的研究方向，表現出一定的理論研究價值。

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（收稿日期：2016-09-15）