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目的:本研究在收集非癌对照个体、前列腺癌(Prostate cancer,PCa)患者血清样本,以及构建肥胖状态下骨髓腔PCa荷瘤小鼠模型的基础上,分析血清游离脂肪酸(Free Fatty Acid,FFA)与PCa发生发展的相关性;在骨髓来源脂肪细胞(Bone marrow adipocytes,BMA)与PCa细胞体外共培养的基础上,观察高水平FFA是否通过上调BMA中GPRs/KLF7促进CCL2分泌,进而促进PCa细胞增殖、侵袭和迁移能力,并探讨可能的分子机制。通过以上研究,尝试阐明肥胖导致PCa发生骨转移的可能分子机制,为寻找临床治疗的分子靶标提供基础理论依据。方法:(1)2017年9月-2018年9月,在石河子大学医学院第一附属医院收集10例PCa患者与10例非癌个体一般资料及血清,检测血清中FFA、TG、TC、HDL、LDL和GLU含量及血清中CCL2表达水平。(2)构建高脂饮食诱导的肥胖伴骨髓腔PCa荷瘤小鼠模型(n=8),以正常饮食骨髓腔PCa荷瘤小鼠(n=4)为对照,动态监测小鼠体重与Lee’s指数,检测小鼠血清中总FFA、TG、TC、HDL、LDL和GLU含量;运用活体成像比较PCa细胞PC-3在两组小鼠骨髓腔中的成瘤率;运用HE染色比较两组小鼠骨髓腔内BMA分布;运用q RT-PCR、免疫组织化学技术检测小鼠骨髓腔内KLF7/CCL2的表达水平。(3)体外培养成人骨髓间充质干细胞并诱导分化为成熟的BMA,使用0.3m M棕榈酸(Palmic acid,PA)作用于BMA;在BMA中转染过表达质粒或si RNA分别上/下调KLF7表达,以及在PA刺激BMA的同时拮抗GPRs或下调KLF7;使用以上分组处理后的BMA上清液分别与PCa细胞PC-3/22RV1共培养。(4)q RT-PCR和Western Blot技术检测BMA中GPRs/KLF7/CCL2表达水平,ELISA检测BMA上清液中CCL2分泌水平;CCK8、Transwell法检测共培养对PC-3/22RV1细胞增殖、侵袭和迁移能力的影响。(5)应用SPSS 17.0软件进行数据分析。正态分布数据使用t检验、非正态分布数据使用秩和检验、多组间数据相互比较采用单因素方差分析。P<0.05认为差异有统计学意义。结果:1.PCa患者血清中总FFA含量与CCL2水平显著高于非癌个体。(1)PCa患者血清中总FFA水平显著高于非癌个体(P<0.05),比较25种不同碳链长度的FFA谱后发现,PCa患者血清中有21种FFA水平高于非癌个体,其中促炎促癌型饱和脂肪酸PA(16:0)占比较大;(2)PCa患者血清中CCL2的蛋白表达水平显著高于非癌个体(P<0.05)。2.肥胖状态促进PCa细胞在小鼠骨中适应性生长。(1)60%高脂饲料喂养雄性BALB/c Nude小鼠3周后,小鼠体重与Lee’s指数均显著高于普通饮食组(P<0.05);(2)高脂喂养7周后,小鼠血清中总FFA、TG、HDL、GLU水平显著高于普通饮食组(P<0.05);(3)高脂喂养下,在小鼠左腿股骨中注射人PCa细胞PC-3-Luc 4周后,小鼠骨髓腔PCa细胞成瘤率(100%)高于普通饮食组(25%)。3.肥胖状态下小鼠骨髓中BMA分布增多,KLF7/CCL2表达水平均显著升高。(1)肥胖状态下,小鼠骨髓腔中BMA数量、单个BMA面积及骨髓腔中BMA面积所占比均显著高于普通饮食组(P<0.05);(2)肥胖状态下,小鼠骨髓腔中KLF7/CCL2的m RNA及蛋白表达水平均显著高于普通饮食组(P<0.05)。4.高浓度PA通过刺激BMA分泌CCL2促进PCa细胞增殖、侵袭与迁移。(1)分别用0.1m M、0.2m M及0.3m M PA刺激BMA,发现在0.3m M PA作用下BMA中CCL2的m RNA及蛋白分泌水平升高最为显著(P<0.05),高浓度(0.3m M)PA刺激BMA后,GPR40/GPR120/KLF7的m RNA及蛋白表达水平显著升高(P<0.05);(2)在高浓度(0.3m M)PA刺激后的BMA上清液与PCa细胞共培养后,PC-3细胞的增殖、侵袭与迁移能力均显著增强(P<0.05),22RV1细胞的增殖能力显著增强(P<0.05);(3)在高浓度(0.3m M)PA刺激后的BMA上清液中加入CCR2受体拮抗剂RS102895后与PCa细胞共培养,与单纯PA刺激的BMA上清液共培养组相比,加入CCR2受体拮抗剂可显著抑制PC-3细胞与22RV1细胞的增殖、侵袭与迁移能力(P<0.05)。5.高浓度(0.3m M)PA通过上调KLF7促进BMA分泌CCL2,并增强PCa细胞的生物学行为。(1)BMA中成功上调KLF7后,CCL2的m RNA和蛋白表达水平显著升高(P<0.05),细胞上清液中CCL2蛋白分泌水平显著升高(P<0.05);使用上调KLF7后的BMA上清液与PCa细胞共培养后,PC-3细胞的增殖、侵袭与迁移能力显著增强(P<0.05),22RV1细胞的增殖与迁移能力显著增强(P<0.05);(2)BMA中成功下调KLF7后,CCL2的m RNA和蛋白表达水平显著降低(P<0.05),细胞上清液中CCL2蛋白分泌水平显著降低(P<0.05);使用下调KLF7后的BMA上清液与PCa细胞共培养后,PC-3细胞的增殖、侵袭与迁移能力显著减弱(P<0.05),22RV1细胞的增殖能力显著减弱(P<0.05);(3)高浓度(0.3m M)PA刺激BMA的同时下调KLF7后,与单纯PA刺激组相比,BMA中CCL2的m RNA与蛋白表达水平显著降低(P<0.05),细胞上清液中CCL2的蛋白分泌水平显著降低(P<0.05);使用PA刺激的同时下调KLF7的BMA上清液与PCa细胞共培养,与单纯PA刺激组相比,下调KLF7后的BMA上清液显著抑制PC-3细胞的增殖、侵袭与迁移能力(P<0.05),显著抑制22RV1细胞的增殖与迁移能力(P<0.05)。6.高浓度(0.3m M)PA通过GPR40/GPR120上调BMA中KLF7/CCL2,进而促进PCa细胞的增殖、侵袭与迁移。(1)高浓度(0.3m M)PA刺激BMA的同时,加入GPR40受体拮抗剂GW1100,与单纯PA刺激组相比,拮抗GPR40后BMA中KLF7/CCL2的m RNA表达水平显著降低(P<0.05),BMA上清液中CCL2的蛋白分泌水平显著降低(P<0.05);(2)使用高浓度(0.3m M)PA刺激的同时拮抗GPR40后的BMA上清液与PCa细胞共培养,与单纯PA刺激的BMA上清液相比,拮抗GPR40后的BMA上清液可显著抑制PC-3细胞的增殖、侵袭与迁移能力(P<0.05),显著抑制22RV1细胞的增殖能力(P<0.05);(3)高浓度(0.3m M)PA刺激BMA的同时,加入GPR120受体拮抗剂AH7614,与单纯PA刺激组相比,拮抗GPR120后BMA中KLF7/CCL2的m RNA表达水平显著降低(P<0.05),BMA上清液中CCL2的蛋白分泌水平显著降低(P<0.05);(4)使用高浓度(0.3m M)PA刺激的同时拮抗GPR120后的BMA上清液与PCa细胞共培养,与单纯PA刺激的BMA上清液相比,拮抗GPR120后的BMA上清液可显著抑制PC-3细胞的增殖、侵袭与迁移能力(P<0.05),显著抑制22RV1细胞的增殖与迁移能力(P<0.05)。7.CCL2通过CCR2促进PCa细胞增殖、侵袭与迁移。(1)在100ng/ml CCL2重组蛋白刺激下,PC-3细胞增殖、侵袭与迁移能力显著增强(P<0.05),且细胞中Ki67/MMP2的m RNA表达水平显著升高(P<0.05);(2)在100ng/ml CCL2重组蛋白刺激的同时,使用CCR2拮抗剂RS102895后PC-3细胞的增殖、侵袭与迁移能力被显著抑制(P<0.05),且细胞中Ki67/MMP2的m RNA表达水平被显著抑制(P<0.05);(3)在100ng/ml CCL2重组蛋白刺激下,22RV1细胞增殖能力显著增强(P<0.05),且细胞中Ki67的m RNA表达水平显著升高(P<0.05);(4)在100ng/ml CCL2重组蛋白刺激的同时,使用CCR2拮抗剂RS102895后22RV1细胞增殖、侵袭与迁移能力被显著抑制(P<0.05),且细胞中Ki67的m RNA表达水平被显著抑制(P<0.05)。结论:肥胖状态下,高浓度棕榈酸(PA)可能通过上调骨髓脂肪细胞中GPR40/GPR120/KLF7/CCL2的表达,促进PCa细胞骨转移。