结直肠癌是一类严重危害人类健康的恶性肿瘤。近年来,随着化疗、放疗和生物靶向治疗等多种手段的开展,死亡率有所下降,但发病率仍然很高。在中国,大肠癌发病率增长速度迅猛,尤其是苏浙沪三地。检出率低是影响大肠癌早期发现及治疗效果的重要因素之一。因此,提高大肠癌的早期诊断水平对治疗具有积极意义。以往对大肠癌的研究主要集中在肿瘤细胞本身,而对肿瘤细胞和间质细胞相互作用对肿瘤影响的研究较少。成纤维细胞是间质微环境中的一个主要成分,它与肿瘤细胞之间存在直接作用和间接作用两种方式。肿瘤细胞和间质成纤维细胞之间直接相互作用分为缝隙连接、中间连接、桥粒和紧密连接。缝隙连接蛋白43(Connexin43,Cx43)是缝隙连接通道蛋白的一种,与多种肿瘤的发生、发展及转移密切相关,其主要作用机制是通过促进相邻细胞凋亡而抑制肿瘤演进。本实验首先检测4种结肠癌细胞系SW480、SW620、RKO和HT-29细胞Cx43的表达水平,发现RKO细胞Cx43高表达,而SW480、SW620和HT-29表达较低。由于SW480和SW620细胞具有相同的遗传背景,我们因此选择这两种细胞分别和HSF细胞进行细胞双层共培养和直接混合共培养,以观察它们相互作用对结肠癌细胞SW480和SW620的Cx43表达的影响以及对这两种细胞生长的影响,同时观察相互作用时间质成纤维细胞活化的影响。结果发现SW480和SW620细胞与HSF细胞共培养4d后Cx43表达均增加,同时HSF细胞被活化,并且这种活化的成纤维细胞可以明显促进SW480和SW620细胞的生长。除了直接相互作用外,间接相互作用也发挥着积极影响,它是细胞因子通过旁分泌和内分泌等形式完成的。TGF-β信号通路是调节肿瘤实质-间质相互作用的一条通路,它在肿瘤早期起抑制癌症的作用,但晚期在外界因素作用下发挥促癌的作用,我们实验室早期研究发现IGFBP-7是一个在肿瘤实质间质相互作用后表达增加的分泌蛋白,它主要在结直肠癌中表达,通过调节IGFs和胰岛素的生物效应,直接参与调节细胞增殖、黏附等,具有促进肿瘤细胞凋亡、老化和减少肿瘤细胞转移等作用。我们前期实验结果表明在肿瘤组织浸润前沿处IGFBP-7表达明显强于实体内部,且这种高表达与病人的生存时间呈正相关。随后细胞学研究发现,结肠癌细胞与间质成纤维细胞相互作用能促进IGFBP-7表达。我们通过TGF-β1刺激SW480细胞和SW620细胞,发现IGFBP-7的表达升高,说明TGF-β1信号通路促进IGFBP-7的表达。正如前面实验发现的结果,Cx43在肿瘤组织中的表达具有和IGFBP-7同样的改变趋势:浸润前沿的肿瘤细胞表达水平明显高于肿瘤中心区域的肿瘤细胞。随后我们在结肠癌细胞CW2和RKO以及转染IGFBP-7的CW2和RKO细胞中观察其对肿瘤细胞Cx43表达的影响。实验结果发现转染IGFBP-7的CW2细胞中Cx43在mRNA和蛋白水平表达都升高,而在同样转染IGFBP-7的RKO细胞Cx43在蛋白水平升高,而在mRNA水平却降低。对TGF-β1信号通路的Smad2蛋白磷酸化检测时发现转染IGFBP-7的CW2细胞和RKO细胞磷酸化程度都降低,说明Cx43的表达增加可能是通过抑制TGF-β1-Smad2信号通路并促进TGF-β1的其他信号通路来完成的。Cx43在正常组织中主要表达在细胞膜上,但是在肿瘤组织中表达却在胞浆中。本实验研究发现转染IGFBP-7和空载体的RKO细胞都在胞浆表达Cx43,只是转染IGFBP-7的RKO细胞表达量要高些,但染料示踪实验对RKO-EV和RKO-RP细胞进行了细胞间缝隙连接通讯(GJIC)功能的检测还没有发现这种表达增高能重建GJIC。本研究得到如下结论:1.结肠癌细胞SW480/SW620和成纤维细胞HSF共培养促进结肠癌细胞Cx43表达,并促进SW480/SW620细胞生长,同时使成纤维细胞HSF活化。2.TGF-β1促进SW480细胞IGFBP-7和Cx43 mRNA表达,诱导SW620细胞IGFBP-7 mRNA的表达。3.IGFBP-7抑制TGF-β1信号通路中Smad2蛋白的磷酸化,促进Cx43的表达。