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背景:趋化因子CXCL12是细胞因子超家族成员中具有化学趋化作用的小分子蛋白质。趋化因子与相应的受体结合后,在胚胎发育、血管生成、造血、肿瘤的发展、转移过程中发挥重要作用。此外,最近研究发现趋化因子受体的抑制剂能够增加小细胞肺癌细胞对化疗药物的敏感性。这些结果皆提示CXCL12对于肿瘤细胞可能具有抗细胞凋亡作用。
目的:研究CXCL12/CXCR4轴对人肺腺癌A549细胞系体外抗顺铂诱导的凋亡情况的影响,及其具体作用机制,同时检测208例非小细胞肺癌组织中CXCR4、P-STAT3的表达情况并与临床病理因素及生存期进行相关性分析,为肺癌的靶向性治疗提供理论基础和实验依据。
方法:1.将细胞随机分为:顺铂组、CXCL12+顺铂组、AMD3100+CXCL12+顺铂组、AG490+CXCL12+顺铂组、对照组。顺铂终浓度20 ug/ml,CXCL12终浓度100ng/ml,AG490终浓度50uM,AMD3100终浓度5ug/ml。AG490,AMD3100在药物刺激前半小时加入以先行抑制通路或者目的蛋白,之后加入顺铂和CXCL12,作用时间1小时。应用流式细胞技术观察各实验组细胞凋亡情况。通过Western-blotting法检测各实验组细胞内P-STAT3的表达,进一步通过免疫荧光技术分析CXCL12作用的肺腺癌细胞抵抗顺铂诱导的细胞凋亡作用的机制。
2.采用免疫组化法检测208例非小细胞肺癌组织中CXCR4、P-STAT3的表达情况,进一步与临床病理特征及生存期的进行相关性研究。
结果:1.肺腺癌经顺铂处理的A549细胞经不同浓度的CXCL12(1 ng/ml,10ng/ml,100ng/ml,1000ng/ml)预处理后,呈现出明显的抗凋亡作用,其中100ng/ml的CXCL12组凋亡比率降为13.10%(P<0.05),结果表明CXCL12可以显著抑制顺铂诱导的凋亡作用,并呈剂量依赖性,其中100ng/ml的CXCL12作用最显著。流式细胞技术显示,CXCL12与CXCR4相互作用通过JAK2/STAT3通路抑制顺铂诱导的A549细胞凋亡,AMD3100及AG490可使抑制作用减弱。Western blotting结果显示,CXCL12明显提高经顺铂处理的A549细胞中phospho-STAT3的表达,AMD3100和AG490预处理组,与未经预处理组相比,细胞内phospho-STAT3的蛋白表达明显减少。免疫荧光结果进一步证实,加入CXCL12的经顺铂处理的肺腺癌细胞,phospho-STAT3入核较明显,经AG490或AMD3100(CXCR4抑制剂)处理后phospho-STAT3细胞入核明显减少。
2.CXCR4在208例肺癌组织中CXCR4阳性率为56.3%,与年龄、性别、吸烟、病理类型、病理分化程度无相关性(P>0.05)。与分期、淋巴结转移、肿瘤大小、原发肿瘤分期有相关性(P<0.05)。在208例肺癌组织中,P-STAT3阳性率为46.2%,与年龄、性别、吸烟、分期、病理类型、原发肿瘤分期、肿瘤大小、病理分化程度无相关性(P>0.05)。与淋巴结转移有相关性(P<0.05)。CXCR4与P-STAT3呈现明显的正相关(P<0.05,r=0.136)。单变量分析显示吸烟、肿瘤大小、淋巴结转移状态、分期,肿瘤分级、病理分级、CXCR4,P-STAT3与病人总生存密切相关。多变量分析显示肿瘤大小、淋巴结转移、肿瘤分级、分期、CXCR4为独立的预后因素。
结论:1.CXCL12具有抑制顺铂诱导的肺腺癌A549细胞凋亡作用。
2.CXCL12发挥抗凋亡的作用机制是通过结合CXCR4受体,进而激活JAK2/STAT3通路。
3.CXCR4在非小细胞肺癌组织中阳性率为56.3%,与年龄、性别、吸烟、病理类型、病理分化程度无相关性(P>0.05),与分期、淋巴结转移、肿瘤大小、原发肿瘤分期有相关性(P<0.05)。
4.在非小细胞肺癌组织中,P-STAT3阳性率为46.2%,与年龄、性别、吸烟、分期、病理类型、原发肿瘤分期、肿瘤大小、病理分化程度无相关性(P>0.05)。与淋巴结转移有相关性(P<0.05)。
5.CXCR4与P-STAT3非小细胞肺癌组织中表达呈现明显的正相关(P<0.05,r=0.136)。
6.单变量分析显示吸烟、肿瘤大小、淋巴结转移状态、分期,肿瘤分级、病理分级、CXCR4,P-STAT3与病人总生存期密切相关。多变量分析显示肿瘤大小、淋巴结转移、肿瘤分级、分期、CXCR4为独立的预后因素。