重金屬污染物砷對腸癌HT-29細胞惡性生物學(xué)行為的影響及EMT機制探討.pdf

1、【研究背景】：
　　結(jié)腸癌是歐美等發(fā)達國家最常見的惡性腫瘤,也是我國九大常見惡性腫瘤之一。在過去的30多年里,包括我國在內(nèi)的多數(shù)國家或地區(qū)結(jié)腸癌的發(fā)病率均在呈上升趨勢。在我國,因結(jié)腸癌死亡者,男性居惡性腫瘤死亡的第5位,女性排在第6位。結(jié)腸癌的病因及確切的分子機制尚不完全清楚,目前從流行病學(xué)的觀點來看,結(jié)腸癌的發(fā)病與社會環(huán)境、生活方式、遺傳因素等方面有關(guān)。隨著人民生活水平的不斷提高和節(jié)奏的加快,環(huán)境因素對人類健康的影響越來越受到人

2、們的重視。環(huán)境污染物中,60％-70%為無機污染物,其中重金屬污染占有重要比例,排在首位的是砷和鎘。三氧化二砷是環(huán)境污染物中廣泛暴露的污染源,主要常見于土壤,食物和飲用水中,少見于藥物中包含的砷。三氧化二砷暴露已經(jīng)成為全球健康問題,被國際癌癥研究中心(International Agency for Research on Cancer,IARC)確認為I類化學(xué)致癌物。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),三氧化二砷與皮膚癌、肺癌、膀胱癌、肝癌、結(jié)腸癌密切

3、聯(lián)系。另有實驗研究發(fā)現(xiàn)重金屬化合物三氧化二砷不僅促進了結(jié)腸癌的發(fā)生,也與其發(fā)展有關(guān),包括侵襲和轉(zhuǎn)移等惡性生物學(xué)行為的發(fā)生,但是砷影響結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展的具體機制還不是很明確。
　　上皮細胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transitions,EMT)是指在特定的病理生理情況下,具有極性的上皮細胞失去極性,與周圍細胞粘附能力下降,向具有活動能力的間質(zhì)細胞轉(zhuǎn)變并獲得侵襲和遷移能力,它的發(fā)生是多基因、多步驟、多階段

4、的復(fù)雜過程。EMT是誘發(fā)腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移的早期關(guān)鍵事件,其與胃腸道腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系,而在結(jié)腸癌中三氧化二砷是否通過靶作用于EMT而促進結(jié)腸癌細胞的生長和轉(zhuǎn)移尚未有明確報道。本研究擬探索低濃度的三氧化二砷是否通過EMT引起結(jié)腸癌細胞的增殖和侵襲。
　　【研究方法】：
　　為了探討三氧化二砷對結(jié)腸癌細胞的惡性生物學(xué)行為的影響,本研究用15nM AS長期處理結(jié)腸癌HT-29細胞,構(gòu)建細胞誘導(dǎo)模型,檢測低濃度砷處理后的結(jié)腸癌細

5、胞生長、克隆形成能力,遷移和侵襲的影響,分析其可能的作用機制與EMT有關(guān)。實驗結(jié)果如下。
　　【研究結(jié)果】：
　　(1)成功構(gòu)建了AS處理的HT-29細胞模型。
　　(2)AS對結(jié)腸癌細胞生長的影響: MTT和細胞周期實驗結(jié)果顯示,低濃度的AS處理后,細胞增殖率明顯增加;平板克隆和軟瓊脂克隆形成實驗結(jié)果也表明AS處理后的細胞克隆形成率要多于對照組。以上結(jié)果說明低濃度的AS促進了結(jié)腸癌細胞的克隆形成和增殖能力。
　

6、　(3)AS對結(jié)腸癌細胞侵襲和轉(zhuǎn)移的影響:細胞劃痕實驗結(jié)果顯示,低濃度AS處理組細胞遷移速度明顯高于對照組。Transwell小室檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn),對照組的侵襲率明顯低于實驗組,低濃度AS具有增強結(jié)腸癌HT-29細胞體外遷移和侵襲的能力。(4)AS對結(jié)腸癌細胞在小鼠體內(nèi)生長能力的影響:裸鼠成瘤實驗結(jié)果顯示,低濃度AS處理組的腫瘤生長大小及速度都明顯高于對照組。
　　(5)AS刺激了EMT的發(fā)生:細胞形態(tài)學(xué)實驗結(jié)果和粘附能力檢測發(fā)現(xiàn),經(jīng)

7、過低濃度的AS處理后,細胞連接能力變得松散,粘附能力下降。免疫熒光實驗顯示,上皮樣marker鈣粘蛋白粘附能力下降而間質(zhì)樣marker波形蛋白的連接能力增強。(6)AS急性處理HT-29細胞EMT相關(guān)marker檢測:Western blot檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn),AS急性處理組EMT間質(zhì)樣marker呈上調(diào)趨勢,而上皮樣marker是下調(diào)的。
　　【結(jié)論】：
　　(1)成功構(gòu)建了低濃度AS處理的HT-29細胞模型;
　　(2)