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目的阿霉素(ADR)作为治疗骨肉瘤的一线化疗药物,仍因复发和转移的出现而宣告治疗失败。根据肿瘤干细胞理论,骨肉瘤干细胞的存在可能是治疗失败的关键因素,目前针对骨肉瘤化疗与肿瘤干细胞的关系尚未见报道。本课题旨在研究骨肉瘤一线化疗药物阿霉素与骨肉瘤干细胞特性及转移特性的关系,阐明其中作用机制和探索可能的治疗策略,为临床彻底治疗骨肉瘤提供新的治疗策略和潜在靶点。方法SRB法检测药物对细胞的增殖抑制作用;慢病毒转染细胞构建目的基因过表达模型,siRNA干扰手段沉默目标蛋白;免疫染色法结合流式细胞术检测CD133表达;肿瘤微球形成实验考察细胞的自我更新能力;细胞划痕修复和Transwell小室模型考察细胞迁移运动能力;Western blotting检测蛋白表达、RT-PCR检测基因表达;移植瘤实验检测细胞成瘤能力。结果 1)低浓度ADR能够增强骨肉瘤干细胞特性和转移特性:与未给药组相比较,ADR处理组的干细胞标记物CD133表达比例增加,sphere形成能力明显提高,干细胞经典标记物CD133、ALDHA1和ABCG2的转录水平显著增强,细胞划痕修复能力及迁移运动能力明显增强。2)Klf-4蛋白在ADR调控骨肉瘤干细胞特性和转移特性作用中发挥重要作用:ADR能够特异性地升高Klf-4的转录水平和蛋白水平;沉默Klf-4能够有效抑制ADR引起的干细胞特性,表现为CD133+表达细胞比例下调,sphere形成数目减少,经典干细胞转录因子CD133、ALDHA1和ABCG2表达水平下降,划痕修复能力作用受到抑制;细胞迁移运动能力减弱。3)他汀类药物通过抑制Klf-4蛋白表达而拮抗ADR引起的干细胞特性及转移特性:他汀类药物能够浓度依赖性地降低Klf-4蛋白水平,同时具有抑制骨肉瘤细胞sphere形成能力,其中以辛伐他汀的作用显著;相较于ADR处理组,ADR合用辛伐他汀组能够有效地逆转ADR所引起的干细胞特性,表现为骨肉瘤细胞sphere形成数目减少,CD133+表达细胞比例降低,经典干细胞转录因子CD133、ALDHA1和ABCG2表达水平下降,细胞划痕修复能力及细胞迁移运动能力减弱;此外体内动物实验表明辛伐他汀能够有效地抑制ADR引起的成瘤能力增强作用。结论本研究首次发现骨肉瘤化疗药物阿霉素(ADR)能够增强骨肉瘤细胞的干细胞特性及转移特性,这种作用依赖于Klf-4的蛋白水平的上调,辛伐他汀通过降低Klf-4蛋白水平有效地逆转ADR引起的干细胞特性,这些研究不仅拓展了对骨肉瘤干细胞相关分子机制的认识,也提示基于阿霉素的传统化疗联合靶向骨肉瘤干细胞才能够更有效地治疗骨肉瘤。