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背景与目的:KAI1基因是近年新发现的肿瘤转移抑制基因。本课题试图探讨KAI1基因对肝癌MHCC97-H细胞侵袭、转移的影响,进而探索其机制,为肝癌后续的抗转移治疗研究奠定基础。方法:将已转染人类KAI1全长正、反义结构基因质粒的肝癌细胞分为4组,分别为转染KAI1正义基因的肝癌细胞MHCC97-H-S组,转染KAI1反义基因的肝癌细胞MHCC97-H-AS组,转染pCI-neo空载体的肝癌细胞MHCC97-H-pCI组,及原亲本细胞MHCC97-H组,观察基因转染后各组细胞粘弹性、粘附力、皮下成瘤性、原位肝接种后成瘤和转移,以及肿瘤组织细胞外基质及粘附分子表达情况的变化。结果:(1)细胞粘弹性:在475N/m2的阶跃负压作用下,肝癌细胞在微管内的变形经历了初始快速响应和其后稳定增加的时间过程。经拟合计算测得MHCC97-H亲本细胞、转染正义KAI1基因、反义KAI1基因以及空载体后该肝癌细胞的弹性系数K1、K2及粘性系数μ。MHCC97-H-AS细胞的弹性系数K1、K2和粘性系数μ较对照组MHCC97-H亲本细胞显著降低(P < 0.01),MHCC97-H-S细胞粘弹性系数K1、K2和μ均较对照组MHCC97-H亲本细胞显著增加(P < 0.05),而MHCC97-H-pCI细胞与MHCC97-H亲本细胞比较则无明显变化(P >0.1)。(2)细胞粘附力:在FN裱衬表面,利用微管吸吮系统测得的各组肝癌细胞的粘附力分别为MHCC97-H-S组678.4±101.8,MHCC97-H-AS组1083.6±113.8,MHCC97-H-pCI组853.0±105.4及MHCC97-H亲本细胞组834.6±130.5(单位为10-10N,细胞数为25)。与MHCC97-H亲本细胞组比较,MHCC97-H-S组细胞对FN的粘附力显著下降(p<0.01),MHCC97-H-AS组细胞对FN的粘附力显著增加(p<0.01),而MHCC97-H-pCI组细胞对FN的粘附力无明显变化(p>0.1)。(3)皮下成瘤性:在皮下注射肿瘤细胞悬液后各组均在2wk左右出现肿瘤组织块,生长速度各组基本一致。从生长方式看,反义组明显呈浸润性,皮下肿瘤表现为与深部组织融合生长,有的甚至侵犯脊柱。(4)原位肝接种肿瘤:接种7wk后裸鼠衰竭,处死裸鼠,打开腹腔,可见肝脏部位白色肿瘤组织块,表面凹凸不平结节状,有丰富的肿瘤血管。肿瘤侵犯大部分肝脏,只存留少量肝组织,有的可见肿瘤组织与腹膜、<WP=9>腹壁、肠系膜等组织粘连,有一只可见膈肌上白色癌灶。分离肿瘤组织时见肿瘤组织呈鱼肉状,质脆,易出血,中间可见坏死。各组肿瘤组织侵犯周围脏器、组织,巨检见双肺呈暗红色,未见明显转移结节。镜下观察转移灶数目,反义组转移灶数目为27.7±3.8个/只,正义组转移灶数目为16.1±2.2个/只,载体组转移灶数目为21.6±3.6个/只,MHCC97-H亲本细胞组为19.3±2.3个/只。其中,与MHCC97-H亲本细胞组比较,反义组转移灶数目明显增加,正义组转移灶数目明显减少,差异均有显著性(p<0.01),而载体组转移灶数目无明显变化(p>0.1)。(5)转移瘤定性观察:肺转移灶的肿瘤细胞质有AFP黄色颗粒沉着,证明这些细胞团块确是肝癌转移至肺形成的转移灶。(6)肿瘤组织细胞外基质及粘附分子的表达情况:a、FN:在正义组肝窦壁、基质的FN阳性染色多呈连续或断续不完整的线状分布;反义组肝癌中,肝窦壁及细胞表面FN几乎消失,癌巢周边及基质中少许FN阳性染色,少数癌细胞胞浆中呈阳性反应;载体组和亲本细胞组中,FN呈线状断续阳性包绕癌巢;b、IV型胶原和LN:在反义组,IV型胶原和LN分布主要为中断的索周型、血管型或阴性,而在正义组ECM分布主要呈连续的索周型,载体组和亲本细胞组则主要呈中断的索周型;c、ICAM-1:在反义组肝癌组织中,癌细胞多为阳性表达,阳性率67%,呈浆膜型或定位于胞浆;正义组肝癌组织中,癌细胞多为弱表达或阴性,部分癌组织癌旁阳性;亲本细胞组和载体组可见癌细胞呈阳性表达,阳性率42%,与反义组比较,差异具有显著性(p<0.01)。结论:通过裸鼠体内、体外细胞生物力学及免疫病理学系列研究,结果表明:(1) KAI1基因对肝癌MHCC97-H细胞的成瘤性和肿瘤的生长无明显影响。(2) 正义KAI1基因可抑制肝癌MHCC97-H的侵袭和转移,反义KAI1基因的作用则相反。KAI1抑制肝癌侵袭和转移的机制可能与下列途径有关:① 增加肝癌细胞的粘弹性,从而增加细胞的刚性,降低细胞的变形能力;② 降低肝癌细胞对细胞外基质FN的粘附力,从而抑制转移的初始步骤;③ 增加细胞之间的聚集,从而减少肿瘤细胞从原发灶的脱落;④ 上调ECM的主要成分LN、IV型胶原及FN的表达,从而限制癌细胞的活动;⑤ 下调肝癌细胞表面ICAM-1的表达,从而减少异源细胞间的相互粘附。