背景:食管癌是消化道常见恶性肿瘤之一,我国是食管癌高发区,其食管癌死亡率居世界首位。我国食管癌病理类型以鳞癌为主,约占全部食管癌的95%左右。食管鳞癌具有进展迅速、早期转移等特点,患者预后较差。目前食管鳞癌的发病机制尚不明确。我们前期研究发现食管鳞癌内部缺氧环境、血管新生及血管生成拟态可能是促进肿瘤快速进展的重要因素。研究证实在食管鳞癌组织和细胞中出现缺氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)基因高表达,并与患者不良预后相关。HIF-1α是存在于哺乳动物体内的一种核转录因子,能通过对缺氧诱导基因的调节,维持机体对缺氧的适应能力,功能涉及血管发生和细胞生长、分化、凋亡等多个方面,同时它与肿瘤血管生成、转移和浸润密切相关。血管生成拟态(vasculogenic mimicry, VM)是由恶性肿瘤细胞而非血管内皮细胞围成的血管样结构,参与了肿瘤的微循环。VM缓解了肿瘤内缺血缺氧微环境,也与肿瘤侵袭、转移及患者预后密切相关,并且使传统的抗肿瘤血管治疗效果不佳。前期研究提示食管鳞癌中HIF-1α的过表达可能与恶性肿瘤VM的形成有一定联系。VM形成过程中EphA2发挥了关键作用。EphA2是Eph受体酪氨酸激酶家族中的一员,在正常组织细胞中低表达,并与其配体ephrin-A结合,通过Eph-ephrin信号转导机制负调节细胞的灶状黏附和增殖;而当EphA2过表达或功能异常时,可以引起细胞恶变,促进肿瘤细胞的迁移、侵袭和周围基质的重塑,最终导致某些高度恶性肿瘤血管内皮细胞形成毛细血管样结构以及肿瘤细胞形成血管生成拟态。我们前期研究提示HIF-1α可能通过直接或间接调节EphA2表达来影响食管鳞癌VM形成,本研究拟初步揭示这一调节通路。目的:探讨在正常氧分压和缺氧条件下,食管癌细胞中HIF-1α、EphA2表达变化和对食管癌细胞株体外三维培养的影响及HIF-1α、EphA2两者之间的相互作用关系。方法:1.在正常氧分压(19%O2)和缺氧条件下(1% O2)下培养食管癌细胞株Eca109及TE13,RT-PCR、western blot对比观察HIF-1α、EphA2表达变化2. Matrigel体外三维培养模拟血管生成拟态模型观察正常氧分压和缺氧条件下Eca109及TE13细胞管腔形成数量的变化3.构建EphA2 miRNA干扰质粒分别转染食管癌Eca109细胞和TE13细胞,RT-PCR、western blot分别检测转染细胞中EphA2的抑制效率;4. HIF-1αmiRNA转染Eca109细胞和TE13细胞,分别在缺氧和正常氧分压下观察EphA2表达的变化及对细胞体外三维培养的影响;5. EphA2 miRNA转染Eca109细胞和TE13细胞,分别在缺氧和正常氧分压下观察HIF-1α表达的变化及对细胞体外三维培养的影响;结果1.缺氧条件下Eca109细胞和TE13细胞中HIF-1α和EphA2表达明显提高,Matrigel体外培养中,缺氧条件下肿瘤细胞管腔形成数量明显高于正常氧分压下。2. EphA2 miRNA干扰质粒能有效抑制Eca109和TE13中EphA2 mRNA表达;3.无论在正常氧分压还是缺氧条件下,miRNA有效抑制HIF-1α表达后,EphA2表达均随之下降,管腔数量下降,以缺氧条件下降幅更为显著。4. miRNA有效抑制EphA2表达后,在正常和缺氧条件下,均不影响HIF-1α表达变化,但能显著降低细胞体外三维培养中管腔形成数量,并以常氧条件下降幅更为明显;5.在缺氧条件下, HIF-1α抑制对管状结构的影响要强于EphA2抑制;在正常氧浓度下, EphA2抑制对管状结构的影响要强于HIF-1α抑制。结论1.食管癌细胞TE13和Eca109中存在HIF-1α和EphA2结构性表达,但缺氧环境能显著诱导HIF-1α、EphA2表达增强,并出现体外三维培养模型中管腔数量增加;2.环境氧浓度是影响食管鳞癌细胞体外三维培养管腔形成的重要因素,缺氧环境诱导癌细胞管腔形成与HIF-1α和EphA2基因表达变化有关。3.抑制HIF-1α表达能使EphA2表达下降,而抑制EphA2对HIF-1α表达没有明显影响,提示HIF-1α是这一通路中的上游基因,并可能调控EphA2表达。4.缺氧条件下HIF-1α—EphA2通路对于食管鳞癌VM发挥重要的调控作用;但HIF-1α与EphA2之间可能还存在更为复杂的网络结构。在缺氧环境中HIF-1α更为关键,而在正常氧浓度下EphA2对VM的影响更为直接。