癌相关成纤维细胞中Gal—1表达通过integrin β1促进胃癌细胞侵袭的机制研究

倪海滨　孙元水　王峰勇　徐继　何徐军　陈剑　吴颀　吴劲风

[摘要] 目的 研究癌相關成纤维细胞中Gal-1表达通过integrin β1促进胃癌细胞侵袭的机制。 方法 高表达Gal-1的胃癌CAFs采用原代培养法，通过CAFs与胃癌细胞共培养、siRNA转染、抑制Gal-1/封闭integrin β1表达、细胞侵袭能力实验、侵袭能力影响实验和IHC实验等技术，研究胃癌细胞侵袭迁移能力受胃癌CAFs中Gal-1表达的影响程度及作用机制。分析高表达Gal-1 的CAFs对癌细胞迁移能力和侵袭能力的影响，比较Gal-1和integrin β1免疫组化实验结果。 结果 CAFs共培养使得胃癌细胞侵袭和迁移能力得到明显提升，Gal-1的表达遭到siRNA抑制后，CAFs对迁移能力和侵袭能力的促进作用得到有效抑制。Gal-1主要在胃癌细胞的间质成纤维细胞中表达，integrin β1主要在胃癌细胞的细胞膜中表达。Gal-1和integrin β1在胃癌中的阳性率分别为56.67%（51/90）、43.33%（39/90），并且其表达与淋巴结转移、远处转移、TNM分期差异具有统计学意义（P<0.05）。 结论 CAFs表达Gal-1并通过促进胃癌细胞integrin β1表达的形式提高胃癌细胞的侵袭迁移能力，指明今后胃癌的治疗和相关预后的研究方向，表现出一定的理论研究价值。

[关键词] 癌相关成纤维细胞；Gal-1；integrin β1；胃癌；侵袭

[中图分类号] R735.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2016）34-0001-03

Study on the mechanism of expression of Gal-1 in cancer-related fibroblasts promoting the invasion of gastric cancer cells via integrin β1

NI Haibin1 SUN Yuanshui1 WANG Fengyong1 XU Ji2 HE Xujun2 CHEN Jian1 WU Qi1 WU Jinfeng1

1.Department of Gastrointestinal Surgery， Tongde Hospital of Zhejiang Province， Hangzhou 310012， China； 2.Department of Gastrointestinal Surgery， Zhejiang People's Hospital， Hangzhou 310014， China

[Abstract] Objective To study the mechanism of expression of Gal-1 in cancer-related fibroblasts promoting the invasion of gastric cancer cells via integrin β1. Methods Gastric cancer CAFs with highly expressed Gal-1 were primarily cultured， co-cultured with gastric cancer cells， transfected with siRNA， inhibited Gal-1 expression/blocked integrin β1 expression， given cell invasiveness test， given invasiveness test and IHC experiment technology. The effect and mechanism of gastric cancer cell invasion and migration on the expression of Gal-1 in gastric cancer CAFs were studied. The effect of CAFs with highly expressed Gal-1 on the migration and invasiveness of cancer cells was analyzed， and the results of Gal-1 and integrin β1 immunohistochemistry were compared. Results The co-culture of CAFs was able to enhance the invasion and migration of gastric cancer cells significantly. Gal-1 expression was inhibited by siRNA， and the promoting effects of CAFs on migration and invasion ability was effectively inhibited. Gal-1 was mainly expressed in interstitial fibroblasts of gastric cancer cells， and integrin β1 was mainly expressed in the cell membrane of gastric cancer cells. The positive rates of Gal-1 and integrin β1 in gastric carcinoma were 56.67%（51/90） and 43.33%（39/90） respectively， and the differences between its expression and lymph node metastasis， distant metastasis and TNM staging were statistically significant（P<0.05）. Conclusion CAFs express Gal-1 and enhance the invasion and migration of gastric cancer cells by promoting the expression of integrin β1 in gastric cancer cells. The study indicates the future direction of treatment and prognosis of gastric cancer， showing a certain theoretical research value.

[Key words] Cancer-related fibroblasts； Gal-1； Intergrin β1； Gastric cancer； Invasion

据相关部门统计显示[1-3]，胃癌在世界肿瘤中占据较大比例，特别是在中国，死亡率最高的肿瘤当属胃癌。近年来出现了各种各样的胃癌治疗手段，其中主要手段还是手术治疗。临床研究结果显示[4-6]，外科手术切除胃癌的水平取得显著进展，并且对胃癌的治疗疗效显著。但统计调查结果证实，通过手术切除、放疗、化疗等综合手段治疗的患者，5年生存率极低，甚至不到50%。究其原因主要在于患者就诊时大多数已处于Ⅲ或Ⅳ期及肿瘤复发、淋巴结转移等因素。研究专家统一认为，深入了解胃癌转移相关分子机制迫在眉睫。本研究针对癌相关成纤维细胞（carcinoma associated fibroblasts，CAFs）中Gal-1表达通过integrin β1促进胃癌细胞侵袭的机制展开研究。

1资料与方法

1.1一般资料

选择2009年1月～2012年3月我院胃肠外科接诊的90例胃癌患者石蜡切片，术后随访2年。所有病例均经病理学证实，术前未经过任何放化疗。本研究患者知情并同意，且经我院伦理委员会审批通过。

1.2 方法

1.2.1 原代培养 切取所选患者胃癌侵袭边缘组织，储存于标本消毒液中，于低温下保存。并在消毒液中对组织标本进行初步处理，去除黏液及周围非癌组织黏膜。并将标本分为两份，一份制作成蜡块标本，另一份继续进行原代培养。采用酶消化法进行原代培养，从消毒液中取出的组织块应用PBS（pH=7.4）洗涤，去除残留消毒液成分。将组织剪成1mm2碎块置于标本消化液中，后移至容量为50 mL的无菌管中，加入一定的消化液至15 mL，于恒温摇床中反应2 h（37℃，120 r/min）。后用离心机离心，取上清液。

1.2.2 CAFs与胃癌细胞共培养 Trans-well模型，上室加入1×105个胃癌细胞（7901、AGS和823），下室加入2×105个CAFs和预先转染Gal-1 siRNA的CAFs。37℃恒温下培养48 h后收集共培养的胃癌细胞。

1.2.3 siRNA转染 使用无血清培养基稀释Gal-1 siRNA-1、Gal-1 siRNA-2、integrin β1 siRNA-1、integrin β1 siRNA-2，后与转染剂混合，室温孵育20 min。

1.2.4 抑制Gal-1/封闭integrin β1表达 6孔板铺2×105个CAFs细胞/胃癌细胞，培养条件温度37℃，时间24 h，待上清液弃去后，加入无血清培养基（2 mL），每孔中滴入混合物（Gal-1 siRNA/integrin β1 siRNA与转染剂），待继续培养24 h后收集细胞。

1.2.5 高表达Gal-1的CAFs对肿瘤细胞迁移能力和侵袭能力实验 （1）细胞迁移能力实验：所用Trans-well模型。收集处于对数生长期的CAFs，预先转染Gal-1 siRNA的CAFs及7901、AGS和823胃癌细胞。调整细胞浓度至合适值，其中上室铺含1×105个胃癌细胞的无血清培养基，下室铺含2×105的CAFs和CAFs FBS培养基。培养24 h后将上下室取下，用乙醇预冷固定后，擦拭上室未穿过微孔膜的细胞，后进行HE染色。置于显微镜下观察，分析胃癌细胞的转移能力改变情况。（2）细胞侵袭能力实验：其他步骤同上述迁移能力实验。不同之处为培养时间为48 h。

1.2.6 Gal-1诱导的侵袭和迁移能力受胃癌细胞封闭integrin β1的作用影响实验 （1）侵袭能力影响实验：用无血清培养基提前调整好预先转染Gal-1 siRNA的胃癌细胞（7901、AGS和823）浓度后，加入到Trans-well模型上室，30% FBS（含有CAFs）培养基加入下室。（2）迁移能力影响实验：同上。

1.2.7 IHC实验 90例胃癌患者的石蜡切片65℃烘烤2 h，用二甲苯脱蜡，梯度酒精脱二甲苯。后用0.01 mol/L的枸缘酸盐修复液高压修改3 min。使用质量分数为3%的双氧水室温下孵育20 min使内源性过氧化物酶失活。用常规羊血清室温封闭20 min后，滴加anti-integrin β1和anti-Gal-1，并置于4℃恒溫箱中过夜。用PBS洗涤三次后滴加二抗，并置于室温下静置20 min，再用PBS洗涤三次，最后进行显色、复染、脱水、封片等操作。后进行扫描仪扫描，留存。

1.3观察指标

Gal-1和integrin β1免疫组化实验染色结果判定标准[7-10]：阳性细胞评分×染色强度评分，其中0分无表达，1～3分可以表达，4～6分弱表达，7～12分强表达。阳性细胞评分：按照所占计数细胞的百分数评分，0分≤5%，6%<1分≤25%，26%<2分≤50%，51%<3分≤75%，76%<4分≤100%。染色强度评分：0分无色，1分淡黄色，2分棕黄色，3分棕褐色。

1.4统计学分析

选择SPSS18.0统计学软件分析数据，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，采用t检验，计数资料采用χ2检验，等级资料比较采用秩和检验（Wilcoxon两样本比较法），P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 高表达Gal-1 的CAFs对胃癌细胞迁移能力和侵袭能力的影响

胃癌细胞的迁移和侵袭能力在CAFs共培养后显著增强，Gal-1的表达受到siRNA抑制后，CAFs对迁移能力和侵袭能力的促进作用得到有效抑制，见封三图1。

2.2 Gal-1和integrin β1免疫组化实验结果

如封三图2所示Gal-1和integrin β1染色结果，Gal-1主要在胃癌细胞的间质成纤维细胞中表达，integrin β1主要在胃癌细胞的细胞膜中表达。90例患者临床资料、Gal-1和integrin β1与病理学参数的关系见表1。Gal-1和integrin β1在胃癌中的阳性率分别为56.67%（51/90）和43.33%（39/90），并且其表达与淋巴结转移、远处转移、TNM分期差异具有统计学意义（P<0.05）。

3讨论

临床研究表明，Gal-1作为一种特殊的分泌性蛋白，在CAFs中存在过表达现象，该现象关系到多种癌症的进展和预后。研究表明，该分泌性蛋白在胃癌中的过表达机制目前仍不明确。肿瘤中integrin β1显示出强大的生物学功能，对细胞增殖和侵袭具有一定的促进作用等，在其表达水平降低时，细胞侵袭迁移能力受到抑制。另有实体瘤研究报道[11-14]，integrin β1高表达会使肿瘤细胞产生耐药性。一系列的肿瘤研究结果表明，肿瘤微环境在一定程度上影响其进展。成纤维细胞是肿瘤微环境中最主要的间质细胞类型，组织完整性得以构建。细胞正常状态下，成纤维细胞在特殊情况下能发挥组织修复功能，而在肿瘤细胞中，成纤维细胞发生分化为癌相关成纤维细胞。肿瘤细胞在微环境各种成分的相互作用下，转移和进展速度增大，甚至肿瘤细胞的耐药性和抵抗治疗能力均会受到肿瘤细胞微环境各种组分的影响，严重情况下显著影响患者肿瘤治疗预防工作的顺利进行。曾有文献报道[15-17]，这些细胞分泌多种通过不同机制促进肿瘤进展和转移的蛋白。深入研究该种促进机制，能为肿瘤的治疗提供研究方向，改善患者预后工作，具有重要的临床研究价值。另外CAFs促进肿瘤进展的机制多种多样，因此研究分子机制对于提高患者预后及对肿瘤工作的进展意义重大。

本研究结果显示，Gal-1促进胃癌细胞侵袭转移的机制与其能促进胃癌表面integrin β1表达有关。利用integrin β1siRNA提前封闭胃癌细胞中integrin β1的表达，当其表达受到阻断后，明显限制Gal-1的促胃癌细胞侵袭转移作用。免疫组化结果也表明，患者Gal-1和integrin β1的表达相关。经CAFs共培养后胃癌细胞迁移能力和侵袭能力显著增强，利用siRNA抑制Gal-1的表达后，CAFs促进迁移和侵袭能力的效果得到抑制，与相关报道相一致[18-22]。Gal-1主要在胃癌细胞的间质成纤维细胞中表达，integrin β1主要在胃癌细胞的细胞膜中表达。Gal-1和integrin β1在胃癌中的阳性率分别为56.67%（51/90）和43.33%（39/90），并且其表达与淋巴结转移、远处转移、TNM分期有较大关系。

综上所述，CAFs表达Gal-1并通过促进胃癌细胞integrin β1表达的形式提高胃癌细胞的侵袭迁移能力，指明今后胃癌的治疗和相关预后的研究方向，表现出一定的理论研究价值。

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（收稿日期：2016-09-15）