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目的:探讨肿瘤相关巨噬细胞(tumor associated macrophages,TAMs)中的过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助活化因子1α(PPARγcoactivator-1α,PGC-1α)对TAMs极化状态和小鼠乳腺癌细胞(4T1)生物学特性的影响。方法:(1)明确TAMs细胞中PGC-1α表达、线粒体功能、TAMs极化指标的变化:以小鼠腹腔巨噬细胞(mouse peritoneal macrophages,PMs)为研究对象,与4T1细胞共培养24h建立TAMs细胞;shRNA转染构建瞬时低表达PGC-1α的TAMs细胞;实验分3组:对照组(PMs组),TAMs组,sh-PGC-1αTAMs组;Western blot检测TAMs中PGC-1α、TAMs极化指标、TAMs线粒体功能蛋白的蛋白表达;Real-time PCR(qRT-PCR)检测TAMs的mtDNA水平;流式细胞术检测TAMs极化标志物,ROS水平的变化;ATP测定试剂盒检测TAMs中ATP水平的变化。(2)明确TAMs细胞中PGC-1α对4T1细胞生物学特性的影响:以4T1细胞为研究对象,将4T1细胞与PMs细胞或者敲低PGC-1α的PMs细胞共培养建立TAMs细胞或者sh-PGC-1αTAMs细胞;实验分3组:对照组(4T1组),TAMs组,sh-PGC-1αTAMs组。Western Blot检测4T1细胞上皮-间质转化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)标志蛋白:E钙黏蛋白(E-cadherin)及波形蛋白(vimentin)的表达;Transwell侵袭和迁移实验检测4T1的侵袭和迁移能力;创伤愈合实验检测4T1细胞的细胞愈合能力。结果:以PMs细胞为研究对象。与PMs组比较TAMs组PGC-1α蛋白表达上调(P<0.05)以及M2型分泌细胞因子蛋白(TGF-β1,IL-10)表达升高(P<0.05)、线粒体功能相关蛋白(NRF-1,TFAM)表达升高(P<0.05)、M2型极化标记物(CD206)表达升高(P<0.05),M1型分泌细胞因子蛋白(TNF-α,IL-1β)表达降低(P<0.05);sh-PGC-1αTAMs组较TAMs组发生了相反的变化即PGC-1α蛋白表达降低(P<0.05)、M2型分泌细胞因子蛋白(TGF-β1,IL-10)表达降低(P<0.05)、线粒体功能相关蛋白(NRF-1,TFAM)表达降低(P<0.05)、M2型极化标记物(CD206)表达降低(P<0.05),M1型分泌细胞因子蛋白(TNF-α,IL-1β)表达升高(P<0.05)、M1型极化标记物(CD86)表达升高(P<0.05)。以4T1细胞为研究对象。Transwell侵袭实验检测发现,3组比较4T1侵袭能力的差异均有统计学意义(F=29.668,P<0.05)。Transwell迁移实验检测发现,3组比较4T1细胞迁移能力的差异有统计学意义(F=13.193,P<0.05)。创伤愈合实验结果证明,3组比较4T1细胞的细胞愈合能力的差异有统计学意义(F=42.435,P<0.05)。Western blot检测发现,3组比较EMT上皮标志物(E-cadherin)和EMT间质标志物(vimentin)表达的差异均有统计学意义(F=87.295、79.058,P均<0.05)。与对照组(4T1组)比较,TAMs组E-cadherin表达显著降低(1 vs 0.44±0.11,P<0.05);与TAMs组比较,sh-PGC-1αTAMs组E-cadherin表达显著升高(0.44±0.11 vs 2.51±1.67,P<0.05)。与对照组(4T1组)比较,TAMs组vimentin表达显著升高(1 vs 2.20±0.15,P<0.05);与TAMs组比较,sh-PGC-1αTAMs组vimentin表达显著降低(2.20±0.15 vs 0.36±0.10,P<0.05)。结论:PGC-1α参与了乳腺TAMs向M2极化的过程,其机制可能为癌细胞与TAMs相互作用,增强了TAMs中依赖PGC-1α的线粒体功能,促使细胞向M2分化,并产生M2型细胞因子。同时,促进了4T1细胞的EMT进程及增强了4T1细胞的侵袭、迁移和细胞愈合能力。