CRIM1对肺癌增殖转移和辐射敏感性的影响

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目的:肺癌是全球发病率和死亡率最高的人类恶性肿瘤之一。2020年全球新发肺癌病例约220万,占全部恶性肿瘤的11.4%,死亡病例约180万,占恶性肿瘤相关死亡的18.0%。放疗被认为是小细胞肺癌和无法进行手术的早期非小细胞肺癌患者的主要治疗手段,但放疗后经常发生远处转移;并且放疗后的晚期非小细胞肺癌患者生存期并未得到明显改善。在非小细胞肺癌中,90%的患者病死与肿瘤转移有关,而小细胞肺癌也是一种高度转移性癌。因此,需要探索影响肺癌放射敏感性和转移的因素,从而改善肺癌的治疗效果,提高患者的生存率。CRIM1是一种富含半胱氨酸区域的Ⅰ型跨膜糖蛋白,在胚胎发育以及多种器官的发育中有重要作用。近些年发现其在胃癌和肾癌的发病中有重要的作用,但在多种肿瘤中CRIM1的功能存在一定的争议。本文拟通过体内外实验明确CRIM1蛋白对肺癌细胞的增殖,辐射敏感性和转移的影响,并初步探索CRIM1发挥作用的机制。为肺癌的治疗提供帮助。方法:采用病毒感染的方式构建过表达CRIM1或敲降CRIM1的稳定肺癌细胞系;质粒和siRNA转染构建过表达CRIM1或敲降CRIM1的瞬转肺癌细胞系;通过CCK-8实验、克隆形成和裸鼠皮下成瘤实验研究CRIM1对肺癌增殖的影响;通过Transwell实验和裸鼠原位成瘤实验研究CRIM1对肺癌细胞迁移的影响;FN粘附实验观察肺癌细胞与细胞外基质的粘附能力,血管形成实验和瘤组织CD31免疫组化染色法检测CRIM1对肺癌血管形成的影响;克隆形成实验、γH2AX细胞免疫荧光和彗星实验研究CRIM1对肺癌细胞辐射敏感性的影响;通过转录组测序分析研究CRIM1影响肺癌转移的转录水平分子机制;RT-PCR和Western blot法验证转录组学结果;电镜观察肿瘤组织细胞间连接。结果:1.通过数据库的比对,正常肺组织、非小细胞肺癌和小细胞肺癌中CRIM1表达量依次下调。2.成功构建了敲降CRIM1的H460与H358细胞系以及过表达CRIM1的H446细胞系;与H460-shNC组相比,H460-shCRIM1的增殖速度明显增加,克隆形成能力明显升高,H358细胞和H446细胞中也表现出CRIM1对增殖的抑制作用,但对裸鼠皮下成瘤的增殖速度没有影响。3.克隆形成实验结果显示,H460-shCRIM1组较H460-shNC组照射后的克隆形成率低,差异有统计学意义;慧星实验结果显示,8Gy照射后的H460-shCRIM1组细胞的慧星尾距长于H460-shNC组细胞;细胞免疫荧光实验结果示,H460-shCRIM1组细胞受照后γ H2AX foci数目多于H460-shNC组;8Gy照射后的H358-shCRIM1组细胞的慧星尾距长于H358-shNC组细胞;8Gy照射后的H446细胞的慧星尾距长于H446-CRIM1组细胞;H446组细胞受照后γ H2AX foci数目多于H446-CRIM1组,且差异均有统计学意义。4.Transwell 实验结果显示,H460-shCRIM1 组、H358-shCRIM1 组和 H446 细胞的迁移能力分别较H460-shNC组、H358-shNC组和H446-CRIM1组明显升高,且差异均有统计学意义;HE染色结果显示,H460-shCRIM1组细胞原位接种裸鼠肺内转移灶明显多于H460-shNC组;FN细胞黏附实验结果示,H460-shCRIM1组、H358-shCRIM1组和H446细胞黏附能力分别较H460-shNC组、H358-shNC组和H446-CRIM1组下降;在血管形成实验中,与H460-shNC组相比,H460-shCRIM1条件培养基对HUVEC血管形成的管腔长度并无区别,无统计学差异,且H460-shNC和H460-shCRIM1形成的肿瘤组织中,CD31的平均光密度也无统计学差异;但50ng/ml的分泌型CRIM1处理后,HUVEC管腔长度增加。5.分泌型CRIM1对H460、H358和H446细胞的增殖以及转移并无显著的作用。6.转录组学分析结果显示,筛选出的细胞黏附相关基因连接黏附分子2(JAM2)、连接蛋白3(NECTIN3)和紧密连接蛋白4(CLDN4)在H460-shCRIM1组细胞中的表达下降,RT-PCR和western blot法在H460、H358和H446细胞中进行了验证;电镜观察H460-shNC与H460-shCRIM1细胞皮下移植瘤样本发现H460-shCRIM1细胞细胞间连接减少。结论:1.CRIM1在肺癌细胞和组织中低表达,尤其是在小细胞肺癌中。2.CRIM1在体外以非外分泌的方式抑制肺癌细胞的增殖;但在体内无显著变化。3.CRIM1可抑制肺癌的辐射敏感性。4.CRIM1在体外通过其胞外结构域以外分泌的方式促进血管的生成,但在体内无显著变化。5.CRIM1抑制肺癌的转移,不依赖于外分泌的方式,可能是通过影响肿瘤细胞连接的方式抑制肺癌的转移。
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