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研究背景:肺癌是全球最常见、死亡率最高的恶性肿瘤。肺癌的转移及侵袭是患者致死的主要因素之一,其分子机制十分复杂,涉及多层级、多阶段、多因素的相互作用。目前肺癌远处转移的具体机制尚不完全明确,已知的如肿瘤细胞的迁移与侵袭、淋巴管及血管形成、调控肿瘤细胞渗出血管的各种细胞因子、肺癌细胞增殖、转移微环境等各类因素均与肺癌细胞的远处转移有关。而针对已经发生肿瘤远处转移的晚期非小细胞肺癌患者来说,靶向治疗是目前最理想的治疗策略。第三代EGFR-TKI奥希替尼不仅可用于克服一代EGFR-TKI耐药,其作为EGFR突变阳性晚期非小细胞肺癌患者的一线治疗方案时也展现出卓越的疗效,但耐药仍然不可避免。目前已知的奥希替尼耐药机制包括EGFR依赖性耐药机制、旁路通路激活和表型改变等。尽管人们对奥希替尼耐药机制的认识逐渐加深,但大多数情况下奥希替尼耐药后的治疗效果并不令人满意。因此,如果能够更加全面地了解肿瘤转移及奥希替尼的耐药机制,探索新的治疗方案来延缓肿瘤转移并克服奥希替尼耐药,将为晚期肺癌患者的治疗带来希望。肿瘤微环境在肺癌远处转移及奥希替尼耐药发生过程中发挥着不可忽视的作用。作为肿瘤微环境的重要组成部分,内源性电场与胚胎发育、创伤愈合和免疫监测、肿瘤侵袭等密切相关。多项研究结果显示,内源性生物电场在肿瘤细胞迁移过程中也起着至关重要的作用,参与调控包括胶质瘤、乳腺癌以及肺癌细胞在内的多种肿瘤细胞的侵袭及转移。在一些研究中,生物电场已经被证明可以通过激活AKT信号通路及促进EMT来诱导细胞的迁移和增殖。有趣的是,我们预实验观察到电场不仅能够指导肺癌细胞定向迁移,同时能够一定程度上减弱奥希替尼诱导的杀伤效应。而奥希替尼正是通过抑制AKT依赖性通路减弱肺癌细胞增殖能力并诱导凋亡,因此AKT可能是影响奥希替尼对非小细胞肺癌细胞的杀伤效应的关键蛋白。然而,目前还没有研究探讨肿瘤微环境中的内源性生物电场能否通过调控AKT相关通路影响奥希替尼的疗效。因此,我们开展了系列研究,进一步探究生物电场是否通过激活AKT相关通路指导肺癌细胞定向迁移并且减弱奥希替尼的杀伤效应。目的:第三代EGFR-TKI奥希替尼为晚期非小细胞肺癌患者带来治疗希望,然而耐药却无法避免。肿瘤微环境与奥希替尼耐药关系密切。内源性生物电场作为肿瘤微环境的重要组成部分,已被证明能够通过激活AKT通路和促进EMT指导细胞定向迁移和增殖等反应。有趣的是,奥希替尼能够通过抑制AKT减弱肺癌细胞的增殖能力并诱导凋亡。然而,目前还没有研究探讨肿瘤微环境中的内源性生物电场是否会影响奥希替尼的疗效。本研究拟探讨生物电场对肺癌细胞定向性迁移及奥希替尼杀伤性的影响。方法:在本研究中,我们根据既往研究结果选用与内源性电场强度相当的外加直流电,构建了生物电场作用于肺癌细胞的实验模型,采用细胞成像微孔板检测仪(ImageXpressMicro XLS)采集肺癌细胞运动图像,使用ImageJ软件分析细胞运动速度及运动定向性变化;Ki67荧光染色法检测细胞增殖能力;Tunel检测细胞凋亡;Western blot、免疫荧光法检测相关蛋白变化情况。结果:1、随着外加直流电刺激梯度不断升高,肺癌细胞的运动速度随电场强度升高而逐渐增加,呈现由阳极朝向阴极的定向运动,运动定向性也随电压梯度增加而明显增强。同时外加直流电能够诱导肺癌细胞发生EMT,并且升高AKT磷酸化水平。2、奥希替尼能够降低AKT及FOXO3a的磷酸化水平,增强FOXO3a核转位,增强Bim表达水平,从而诱导凋亡、发挥其细胞毒性作用。在引入外加直流电与奥希替尼共同作用的情况下,AKT/FOXO3a信号通路被电场刺激高度激活,FOXO3a核转位受到抑制,导致Bim的表达下降,从而抑制了奥希替尼的促凋亡作用,减弱其杀伤效应。结论:我们的研究结果证明,肿瘤微环境中的内源性生物电场能够通过调控AKT/FOXO3a/Bim通路,指导肺癌细胞定向迁移并减弱奥希替尼对肺癌细胞的杀伤效应。