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背景: 肺癌是全世界最常见的恶性肿瘤,其发病率和死亡率都非常高。肺癌的远处转移是肺癌患者死亡的主要原因,脑部是肺癌患者最为常见的转移部位之一,约35%的肺癌患者会在疾病的不同阶段出现脑转移。肺癌脑转移预后极差,是导致肺癌患者死亡的重要因素。目前,临床对于肺癌脑转移的治疗效果并不理想,迫切需要找到新的有效的治疗方法缓解患者的痛苦,提高患者的生存质量。对于肺癌脑转移机制的研究是探讨预防和治疗肺癌脑转移有效方法的关键。 我们实验室在前期工作中构建了特异性肺癌脑转移细胞株PC14/B,并发现与PC14和A549细胞相比,S100B在此细胞株中高表达。同时,在既往的研究中,人们发现S100B可以作为血脑屏障损伤的分子标志物;当患者出现诸如脑外伤和神经变性疾病的脑部伤害时,S100B的血清浓度和在脑组织的蛋白表达水平会有所升高;与相关影像学资料结合,S100B的血清浓度可被用于监测肺癌脑转移的发生。因此,我们认为S100B基因可能与肺癌脑转移的发生有密切关系。本研究属于国家自然科学基金课题的一部分。 目的: 本研究旨在探讨S100B基因沉默后对特异性肺癌脑转移细胞PC14/B生长增殖及迁移侵袭能力的影响,对其生物学功能做更为深入的了解,揭示其在肺癌脑转移过程中的作用机制,为寻找肺癌脑转移治疗的新靶点奠定基础。 方法: ⑴通过瞬时转染将S100BsiRNA转染入PC14/B细胞,通过RT-PCR和Westernblot鉴定转染效果。 ⑵使用MTT法绘制细胞生长曲线检测转染细胞增殖能力的改变。 ⑶使用软琼脂克隆形成实验检测转染细胞克隆形成能力的改变。 ⑷使用流式细胞仪检测细胞周期及细胞凋亡的变化。 ⑸使用未铺和铺有Matrigel基质胶的Transwell侵袭小室检测转染细胞迁移和侵袭能力的变化。 ⑹使用RT-PCR及Westernblot检测转染细胞中Bcl-2及Smac的表达。 ⑺使用caspase-3活性检测试剂盒检测转染细胞中caspase-3活性的改变。 结果: ⑴将S100BsiRNA成功转染入PC14/B细胞,并经RT-PCR及Westernblot鉴定。 ⑵与对照组细胞相比,转染S100BsiRNA的PC14/B细胞的增殖、克隆形成能力、迁移和侵袭能力均显著降低,但其细胞凋亡率升高;此外,它的细胞周期也发生改变,出现G1期阻滞。 ⑶在转染S100BsiRNA的PC14/B细胞中,Bcl-2的mRNA及蛋白水平均有所下降;而Smac蛋白表达水平则升高。 ⑷转染S100BsiRNA的PC14/B细胞的caspase-3活性明显高于对照组细胞。 结论: S100B基因显著地影响了特异性肺癌脑转移细胞PC14/B的生物学特性。利用RNAi技术使S100B基因沉默后,我们发现PC14/B细胞出现了生长增殖抑制,克隆形成及迁移侵袭能力明显降低,在细胞周期中出现G1期阻滞,细胞凋亡比率增加,PC14/B细胞的整个恶性生物学程度呈显著下降趋势。此外,凋亡相关分子Bcl-2、Smac及caspase-3在S100B基因沉默后与对照组相比变化显著,表现出凋亡诱导的趋势。因此我们推测S100B可能是肺癌脑转移的诱发基因,促进了肿瘤细胞的恶性增殖,增强了肿瘤细胞迁移侵袭能力,而其作用机制可能部分是由于S100B促使Bcl-2的高表达,下调Smac蛋白表达及抑制caspase-3活性,导致了肿瘤细胞凋亡减少。