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背景哺乳动物细胞间mRNA传递的现象发现已久,由于缺乏有效的研究模型和手段,细胞间mRNA传递的机制以及mRNA在到达受体细胞后是否翻译成蛋白质并发挥其生物学功能仍有待研究。细胞叠套结构(cell-in-cell structure,CICs)是指一个或多个活细胞钻入另外一个活细胞后形成的细胞套细胞结构,钻入细胞(效应细胞)的主要命运是在被钻入细胞(靶细胞)中死亡(细胞胞内死亡),目前大多数研究都集中在cell-in-cell的发生机制以及内部细胞的死亡方式上,而对于外部靶细胞命运的研究及效靶细胞间是否存在mRNA等生物分子的传递则因缺少研究模型而长期受限。目的利用Cre-loxP重组酶系统,以cell-in-cell结构为研究模型,研究细胞间mRNA的交流和传递过程及其在靶细胞内是否能够发挥生物学功能,并探讨cell-in-cell在细胞通讯中所发挥的作用。方法构建Plvx-IRES-Neo-Cre慢病毒重组质粒,在HEK293FT细胞中包装病毒,将包装好的病毒感染不同的上皮细胞和肿瘤细胞系,经抗生素筛选后,利用免疫荧光筛选和鉴定高表达Cre的细胞,然后建立表达Cre的单克隆细胞株(作为效应细胞);构建携带loxP-DsRed-loxP-eGFP序列的单克隆细胞株(作为靶细胞),使用pcDNA3.1-CMV-CFP;UBC-Cre25nt质粒转染靶细胞并观察其是否能被重组(表达eGFP荧光信号);将效应细胞与靶细胞进行共培养,设置效、靶细胞transwell未接触的共培养细胞组、效应细胞上清液培养的靶细胞培养组作为对照,72h后观察并统计各组eGFP的表达,并分析效应细胞死亡、细胞膜纳米管、Rho-ROCK信号通路对Cre mRNA传递的影响;利用流式细胞术分选出共培养后发生cell-in-cell结构的细胞,以流式分选后无cell-in-cell结构的靶细胞、未进行流式分选的共培养细胞作为对照,72 h后观察并统计各组eGFP的表达情况,分析cell-in-cell在介导靶细胞发生重组过程中发挥的作用,并使用活细胞拍摄技术记录发生cell-in-cell结构的靶细胞表达eGFP荧光信号的过程。结果成功构建了携带loxP-DsRed-loxP-eGFP序列的MCF7(人乳腺癌细胞)、PLC/PRF/5(人肝癌细胞)等细胞系以及稳定表达Cre的MCF7、MCF10A(人正常乳腺上皮细胞)等细胞系;将效靶细胞进行共培养,72h后观察统计发现:共培养组eGFP信号表达为阳性,transwell组及效应细胞上清液培养的靶细胞组eGFP表达均为阴性,表明细胞间mRNA的传递依赖细胞间接触。经流式细胞分选后发生cell-in-cell结构的细胞组中eGFP阳性率明显高于共培养之后未进行流式细胞分选的细胞组,提示cell-in-cell是介导靶细胞发生基因重组的重要途径;诱导效应细胞死亡的结果表明Cre mRNA的传递主要通过活细胞;膜纳米管及Rho-ROCK通路抑制剂可部分阻滞Cre mRNA的传递。活细胞拍摄技术成功捕捉到靶细胞基因组发生重组并表达eGFP荧光信号的过程,证明cell-in-cell可以介导细胞间mRNA的传递,且来自效应细胞的mRNA可以在靶细胞内翻译成蛋白质进而改变靶细胞的生物学特征。结论mRNA可以通过细胞间接触在活细胞中传递,进入靶细胞后还可翻译成蛋白质发挥生物学功能,且cell-in-cell是介导细胞间遗传信息交流的全新途径。