背景结直肠癌是一种常见的消化系统恶性肿瘤，积极开展结直肠癌发生机制的研究对于结直肠癌的防治具有很重要的现实意义，肿瘤微环境对肿瘤发生发展的影响越来越受到人们的关注。成纤维细胞是间质细胞中的主要细胞类型，肿瘤间质又叫“反应性间质”，其特点之一是活化的成纤维细胞增多。这些活化的成纤维细胞又叫“癌相关成纤维细胞”(cancer-associated fibroblasts，CAFs)。它同时表达平滑肌细胞的标志物α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和间叶细胞的标志物波形蛋白(vimentin)。近来的研究证实，正常成纤维细胞对肿瘤细胞有抑制作用而CAFs反而促进肿瘤的增殖。缝隙连接(gap junction)是细胞间直接相互作用的主要通道，一些小分子或水溶性的细胞代谢物、生长信号通过缝隙连接通道在相邻细胞间流通交换从而调节细胞的增殖、分化及调亡等生命活动，这叫做缝隙连接细胞通讯(Gap junctional intercellular communication，GJIC)。肿瘤细胞间及其与周围正常细胞间常见缝隙连接的异常或缺失，这是肿瘤形成的一个重要原因。Cx43是缝隙连接通道蛋白的一种，因分子量43kDa而得名，在多种癌组织中低表达或缺陷。胰岛素样生长因子结合蛋白7(insulin-like growth factor binding protein 7，IGFBP7)基因是我们实验室通过抑制性差减杂交法从结肠腺癌-正常粘膜的差减cDNA文库中筛出的一个基因。最近本实验室通过体内外研究证实它可能是一个新的结直肠癌的抑癌基因。我们的研究发现IGFBP7蛋白在浸润前沿的肿瘤细胞表达水平明显高于肿瘤中心区域的肿瘤细胞，在浸润前沿间质的表达水平也显著高于肿瘤中心区域的间质；现有的文献均支持IGFBP7在结直肠癌组织中的表达较正常组织更高，但我们的研究却发现IGFBP7在绝大多数结肠癌细胞系中表达缺失，在SW480、SW620、SW1116、HCT8、LoVo、COLO205、HT29、RKO、Caco2和Hce8693细胞中，除SW480细胞和Caco2细胞外，其余均未检测到IGFBP7mRNA的表达。这种肿瘤侵袭前缘与肿瘤实体内部的差异、体内外的差异是否提示我们：IGFBP7的表达是否受着间质环境的诱导?目的本研究主要着眼于大肠癌细胞与间质成纤维细胞间的直接相互作用，通过特殊的双层细胞球模型观察肿瘤细胞与正常成纤维细胞间Cx43表达变化，明确两种细胞间是否存在相互作用，以及相互作用之后肿瘤细胞IGFBP7的表达及成纤维细胞的活化状态，探讨大肠癌细胞-成纤维细胞相互作用在大肠癌发生发展中的作用。方法利用本实验小组特制的双层细胞球模型，将大肠癌细胞系SW620和成纤维细胞HELF培养成双层细胞球，利用大肠癌细胞单独培养和双层共培养作对照，通过免疫细胞化学法检测缝隙连接蛋白Cx43在大肠癌细胞—成纤维细胞混合细胞球冰冻切片中的表达。采用间接免疫荧光法和RT-PCR技术分别检测α-SMA和IGFBP7在大肠癌细胞—成纤维细胞共培养体系中的表达，观察相互作用之后发生在两种细胞内的改变。结果1．细胞球中细胞形态良好，两种细胞分界明显，可连续培养4天。2．在细胞球的两种细胞交界处发现了明显的Cx43表达，而SW620细胞单独培养时不表达Cx43，双层共培养时仅有微弱表达。3．在大肠癌细胞—成纤维细胞共培养体系中检测IGFBP7表达发现，将SW620细胞与成纤维细胞HELF混合共培养24h、48h、72h、96h均未见有IGFBP7的表达，而本课题组另一部分研究已经证实SW480细胞可以诱导HELF中IGFBP7表达。SW480细胞与SW620细胞分别来源于同一大肠癌病人的肿瘤原发灶与转移灶。SW480细胞本身表达IGFBP7，SW620细胞则不表达。本实验室已经证实SW620细胞不表达IGFBP7，是由于IGFBP7基因甲基化所致。4．混合共培养体系中的成纤维细胞中α-SMA表达较单独培养的成纤维细胞明显增高。结论1．双层细胞球是模拟体内环境研究细胞间相互作用直观而敏感的模型。2．大肠癌细胞与成纤维细胞间存在相互作用，相互作用可诱导细胞表达Cx43，重建细胞间缝隙连接。3．大肠癌细胞SW620与成纤维细胞相互作用可以诱导成纤维细胞活化。4．在本实验共培养体系中，大肠癌细胞SW620与成纤维细胞HELF相互作用仍无法诱导IGFBP7表达。