IL-6对胃癌细胞株上皮间质转化的作用

刘 俊 杨 林

胃癌居我国恶性肿瘤发病率之首，早期胃癌的预后较好，但随着胃癌的进展，肿瘤细胞的侵袭和转移能力不断增加，预后也越来越差。报道指出，上皮间质转化(epithelial mesenchymal transition，EMT)是上皮细胞基因发生转变的过程，是赋予肿瘤细胞转移能力的重要环节[1]。有学者发现，多种恶性肿瘤的EMT过程均伴有细胞因子的参与[2]，为进行进一步研究，我们对白细胞介素-6(Interleukin-6，IL-6)对胃癌的EMT影响过程进行了观察，现报告如下。

1 材料与方法

1.1 材料

人胃癌细胞株(未分化)HGC-27(上海拜力生物科技有限公司)，IL-6试剂盒(深圳晶美生物工程有限公司)，鼠抗人E-cadherin、N-cadherin、Vimentin、β-actin单克隆抗体(巴傲得生物科技有限公司)，Trizol试剂(Invitrogen公司)，逆转录PCR试剂盒(Genecopoeia公司)，荧光定量PCR试剂盒、BCA法微量蛋白质浓度测量试剂盒(生工生物工程(上海)股份有限公司)，DMEM培养基、胎牛血清(FBS)(Hyclone公司)，Rotor Gene 6000荧光定量 PCR仪(德国凯杰公司)，核酸蛋白质测定仪(Eppendorf公司)。

1.2 实验方法

取HGC-27细胞株，平均分为2组，分别为观察组及对照组。2组在常规培养后，观察组额外接受IL-6培养，培养浓度为50 ng/ml，培养时间为3 d，培养环境为37 ℃、5%CO2。

1.3 观察指标

首先在光学显微镜下，观察2组细胞培养后形态学变化，并采取逆转录法及荧光定量RT-PCR法[3]，观察EMT标志分子的变化，包括细胞表面蛋白(E-cadherin、N-cadherin)及细胞骨架蛋白(Vimentin)，分析IL-6对观察组细胞株EMT的作用。

1.4 统计学分析

对本研究的所有数据采用SPSS 13.0进行分析，对计量资料采用t检验，检验水准设定为α=0.05，当P<0.05时，认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 IL-6处理后细胞形态学变化

显微镜观察经IL-6处理后，观察组细胞连接疏松，多边样形态消失，部分细胞呈梭形(图1-B)，而对照组细胞未见明显改变，仍具有紧密的细胞连接(图1-A)。

图1 未经IL-6处理及处理后胃癌细胞株形态比较(×100)

2.2 DNA表达结果比较

经IL-6处理后，观察组E-cadherin DNA表达量较对照组显著下降，其N-cadherin、Vimentin DNA表达量显著上升(P<0.05)。见表1。

表1 2组细胞株DNA表达情况比较

2.3 蛋白质表达结果比较

经IL-6处理后，观察组E-cadherin 蛋白质表达量较对照组显著下降，其N-cadherin、Vimentin 蛋白质表达量显著上升(P<0.05)。见表2。

表2 2组细胞株蛋白质表达情况比较

3 讨论

EMT是一种常见的生理现象，其与胚胎的早期发育、伤口的愈合具有密切联系，同时，EMT也是一种病理现象，随着上皮细胞极性的丢失，细胞的粘附性和连接的紧密度显著下降，这也是导致肿瘤侵袭和转移的重要原因[4]。研究表明，胃癌组织的细胞质及细胞膜上均可见IL-6高表达，且伴有少量炎性细胞阳性状态，提示IL-6在胃癌的发生、发展、侵袭、转移等方面可能发挥了一定作用[5]。

为探讨IL-6在胃癌中的具体作用，我们选取HGC-27胃癌细胞株进行了体外培养，并发现经IL-6处理后，观察组细胞连接疏松，多边样形态消失，部分细胞呈梭形，而对照组细胞未见明显改变，仍具有紧密的细胞连接，这说明IL-6对胃癌细胞株形态的改变十分明显。IL-6可将胃癌细胞株的上皮形态由多边样改变为纤维样，这使得细胞出现了明显的间质样改变，出现EMT效应[6]。而肿瘤出现EMT效应的表现不仅仅在于形态学的变化，其生物学行为亦会发生改变。我们发现，经IL-6处理后，观察组E-cadherin DNA、蛋白表达量较对照组显著下降，而N-cadherin、Vimentin DNA、蛋白表达量显著上升(P<0.05)，上皮细胞标志物E-cadherin的DNA表达下调提示其对细胞形态的维持作用下降，同时，细胞运动及粘附现象亦受到了影响。在正常细胞内，E-cadherin一般表达于细胞边缘区域，且表达状态十分稳定，而肿瘤区域多见不均匀表达或表达缺如[7]，说明E-cadherin在肿瘤的发生和转移中发挥了重要作用。而N-cadherin具有强钙粘附性，在分化和形成的胚胎组织中呈强阳性，且一般仅表达于睾丸支持细胞和生殖细胞，主要起到抑制细胞凋亡的作用[8]。然而，经IL-6处理后，胃癌细胞株N-cadherin表达显著上升，说明IL-6对细胞凋亡机制存在影响，使得细胞正常凋亡受到影响，在肿瘤的形成过程中占据重要地位。波形蛋白Vimentin主要附着于细胞核、内质网和线粒体末端，在维持细胞骨架完整性、提供细胞灵活性等方面发挥作用[9]，随着Vimentin DNA和蛋白表达量的上升，细胞的灵活性随之增加，且骨架完整性得到增强，这体现了肿瘤细胞转移能力的增强和抵御自身免疫攻击能力的上升，这是导致肿瘤恶化的重要因子。不论是从形态学观察还是从EMT相关分子标志物的检测上来看，IL-6都是导致胃癌细胞株发生EMT的重要因子，其可通过诱导肿瘤细胞EMT过程的发生、发展，促进肿瘤的侵袭、转移，导致肿瘤进一步恶化[10]，而IL-6也可作为胃癌细胞EMT的重要标志物，用于鉴定体内肿瘤EMT的发生、判断患者体内肿瘤EMT的状态。

综上所述，IL-6可通过影响细胞表面蛋白和骨架蛋白的活性，影响细胞的形态、结构和凋亡过程，是导致胃癌细胞株EMT的关键因子，同时，IL-6对胃癌细胞株EMT的促进也是导致癌症转移、扩散、恶化的重要原因。

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