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[研究目的]粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)是血液系统里最常见的生长因子之一,其与特异性受体结合后可以刺激骨髓干细胞向成熟粒细胞的增值和分化,在造血调节中发挥着广为人知的作用。此外,GM-CSF作为免疫调节剂,可以刺激树突状细胞(DC)成熟,增强其识别和呈递肿瘤细胞的能力。研究证实GM-CSF在多种恶性肿瘤如肺癌、乳腺癌、结直肠癌、头颈部肿瘤等中均表达上调,并通过免疫依赖和非依赖的途径调控肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移等生物学功能。此外,GM-CSF还被发现可以通过诱导肿瘤微环境的形成,调节抑制肿瘤的生长和进展。虽然诸多研究阐述了 GM-CSF潜在的抗肿瘤效应,然而其在食管癌中的研究较少,确切机制仍未阐明。据此,我们此次研究旨在分析GM-CSF在人食管癌细胞系中的多种生物功能,并探索其可能的抗肿瘤机制。[研究方法]1.体外实验1.1通过蛋白印迹实验(WB)和实时荧光定量多聚核苷酸链式反应(RT-qPCR)检测食管癌Eca109细胞和9706细胞E-cadherin和vimentin在GM-CSF组和对照组的表达差异;1.2通过CCK-8法细胞活性检测实验,探究外源性GM-CSF刺激对食管癌Eca109细胞和9706细胞增殖能力的影响;1.3通过流式细胞仪检测GM-CSF对食管癌Eca109细胞和9706细胞凋亡能力的影响;1.4分析穿过Transwell小室基质膜的细胞数,评估GM-CSF对食管癌Eca109细胞和9706细胞迁移和侵袭能力的影响。2.体内实验2.1通过免疫组织化学染色法(IHC)检测食管癌组织中GM-CSF和E-cadherin的表达水平。并且根据染色面积和着色强度评分,分为高表达和低表达组;2.2应用Kaplan-Meier生存分析和COX回归模型等分析GM-CSF高、低表达两组间预后的差异,并评价其预后价值。[实验结果]1.GM-CSF对食管癌细胞EMT水平的调控研究1.1通过WB和PCR检测发现使用GM-CSF刺激后,食管癌Eca109细胞和9706细胞均倾向于发生EMT逆转,其上皮表型E-cadherin表达上升,而间质表型vimentin表达下降(p值均<0.05);1.2在本研究128例食管癌患者病理标本中,肿瘤组织中GM-CSF和E-cadherin的表达水平呈显著的正相关性(Spearman秩相关系数:0.877,p<0.001)。2.GM-CSF对食管癌细胞生物学行为的作用研究2.1 CCK-8测定结果显示,Eca109细胞在GM-CSF刺激后72h(p=0.011)和96h(p=0.003)与对照细胞相比增殖率显著下降,然而在24h和48h无明显差异(p>0.05)。而GM-CSF刺激后的9706细胞与对照组相比在24h(p=0.004),72h(p=0.040),96h(p=0.003)的增殖率明显降,而培养48h后的实验组和对照组的差异无统计学意义(p>0.05)。2.2流式结果显示与对照组细胞相比,GM-CSF刺激后的Eca109细胞(p=0.019)和9706细胞(p=0.023)的凋亡水平显著增强,提示GM-CSF可以诱导食管癌细胞的凋亡;2.3 Transwell结果表明GM-CSF刺激后,Eca109细胞和9706细胞穿过小室基质膜的数量明显少于对照组(p值均<0.05),表明GM-CSF可以抑制细胞的迁移和侵袭能力。3.Kaplan-Meier生存分析证明肿瘤组织高表达GM-CSF与食管癌患者的总生存期OS(p=0.023)和无病生存期PFS(p=0.012)显著相关。Cox回归模型显示GM-CSF(HR:0.563,95%CI:0.343-0.924;p=0.023)、TNM 分期(HR:0.165,95%CI:0.089-0.530;p<0.001)和远处转移(HR:3.126,95%CI:2.081-3.573;p=0.001)是食管癌患者的独立预后因素,GM-CSF高表达提示食管癌患者预后良好。[结论]GM-CSF可以显著抑制食管癌细胞的EMT过程、增殖、迁移和侵袭水平,并促进肿瘤细胞的凋亡能力,从而发挥其抗肿瘤作用。此外,临床数据分析发现GM-CSF是食管癌患者的独立预后因素,其在肿瘤组织中的高表达提示患者预后良好。对GM-CSF在食管癌中抗肿瘤作用及相关机制的进一步研究,将有助于拓展其临床应用,对食管癌患者的治疗和预后具有深远意义。