黏附介导的群集耐药是实体瘤耐药的重要原因之一,但机制不清。已知黏附力是整合素αv活化因子之一。我们发现,整合素αv被活化进而抑制化疗诱导的凋亡是结肠癌群集耐药的重要原因。因此,我们认为,在体内或三维培养的结肠癌细胞中,黏附力活化整合素αv,既激活抗凋亡信号转导通路,又促进细胞连接形成,导致群集耐药。为此,本研究通过Laser trap试验验证黏附力对整合素αv的活化作用;免疫组化、western blot检测整合素αv与不同β亚基结合的异二聚体,寻找整合素αv在结肠癌群集耐药中的活化形式;激光共聚焦、免疫荧光检测整合素αv在细胞间连接形成中的作用;免疫组化、western blot检测凋亡相关蛋白(Wnt、β-catenin、ILK、FAK等),探究整合素αv介导群集耐药的信号转导通路。从而阐明整合素αv耦合细胞黏附力-凋亡信号转导通路介导结肠癌群集耐药的机制,为化疗增敏提供可能的途径。
colon cancer;chemotherapy;integegrin;apoptosis;cadherin
黏附依赖的群集抵抗(multicellular resistance)是肿瘤耐药的重要原因之一,但是,具体机制尚不清楚。我们建立了能较好模拟细胞-细胞间黏附的三维细胞培养模型,发现1、三维培养的肿瘤细胞间存在大量的细胞间黏附连接,少量紧密连接;与体外单层培养细胞显著不同,而与体内肿瘤细胞间黏附相似。2、三维培养的肿瘤细胞对奥沙利铂、顺铂、5-氟尿嘧啶(5-Fu)的药物敏感性,较单层培养肿瘤细胞显著性下降,具有群集抵抗。整合素αv既能介导细胞-细胞外基质、细胞-细胞黏附,还广泛参与细胞功能的调节。我们利用病毒介导的shRNA技术有效knockdown整合素αv在大肠癌细胞中的表达,结果显示,knockdown整合素αv有效提高了三维培养大肠癌、体内种植瘤的药物敏感性。证明,整合素αv是大肠癌群集抵抗的重要原因。诱导凋亡是细胞毒性化疗药物杀灭肿瘤的重要方式,我们的结果显示,knockdown整合素αv显著提高了化疗药物诱导凋亡的能力。我们进一步检测了NFκB、JNK、PI3K在整合素αv介导的大肠癌群集抵抗中的作用。结果显示,化疗刺激NFκB、JNK2、PI3K的活化;knockdown整合素αv有效抑制了NFκB、PI3K的活化,促进了JNK2的活化;knockdown大肠癌细胞NFκB、PI3K有效提高了药物敏感性,knockdown大肠癌细胞JNK2有效降低了药物敏感性;knockdown大肠癌细胞JNK1未能有效改变药物敏感性。因而,我们得出结论,整合素αv增强NFκB、PI3K的活化、抑制JNK2的活化抗化疗诱导的凋亡参与了大肠癌群集耐药的机制。我们利用免疫共沉淀技术、荧光共振能量转移技术证明了整合素αv、E-cadherin的相互作用。已知E-cadherin也是介导肿瘤群集抵抗的因子。进一步的实验表明,整合素αv与E-cadherin相互作用参与了大肠癌群集抵抗。同时,我们也探讨了ILK、β-catenin、p53、p38(MAPK)、c-Myc、c-Ras在肿瘤群集抵抗中的作用。初步结果提示ILK、β-catenin、p53可能参与了肿瘤群集抵抗,p-P38(MAPK)、c-Myc、c-Ras可能未参与肿瘤群集耐药。