研究背景:肾细胞癌(Renal cell carcinoma,RCC)是最常见的泌尿生殖系统肿瘤之一,在美国男性肿瘤中位居第七。肾细胞癌是泌尿生殖系统所有恶性肿瘤中发病率和死亡率最高的。肾透明细胞癌(Clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)是肾细胞癌的主要组织病理类型。许多危险因素在肾透明细胞癌的形成和发展中起重要作用,其中包括糖尿病、肥胖、高血压、致癌化学物质和吸烟。然而,肾透明细胞癌的形成机制尚不完全清楚。因此当务之急是探究肾透明细胞癌的发病机制,并检测涉及到潜在的分子信号通路。Janus激酶2(Janus kinase 2,JAK2)信号转导因子和转录活化因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)信号通路在各类肿瘤的发生和发展过程中扮演重要角色。最近的研究表明,通过抑制JAK2/STAT3信号通路导致肾癌细胞的增殖能力、迁移能力和侵袭能力降低。在许多肿瘤中,JAK2/STAT3信号通路常常过度表达,因此抑制JAK2/STAT3信号通路的表达是一种针对肾癌的有效治疗靶点。Klotho是一种新发现的抗衰老基因,表达于各种器官和组织中,包括远端肾小管、甲状腺、脑、肺和内分泌器官。Klotho已被证实与多种疾病有关,包括急性肾损伤、慢性肾脏疾病、心血管疾病、肥胖症、脑动脉血栓形成和糖尿病。此外,Klotho在各种恶性肿瘤包括包括宫颈癌、乳腺癌、肝癌、结直肠癌和胰腺癌中表达均有所下调。Klotho过表达可以抑制肺癌细胞的增殖,并导致肺癌细胞生长周期停滞或引起细胞凋亡,这表明Klotho或许能够成为癌症治疗的潜在靶点。然而,Klotho在肾透明细胞癌中的生物学效应以及Klotho与JAK2/STAT3信号通路之间的相关性尚未阐明。本研究的目的是探讨Klotho的抗肿瘤作用和在人肾癌细胞中的作用机制。在本研究中,我们发现Klotho在人肾癌组织中的表达明显下调,而JAK2/STAT3被认为是Klotho的下游靶点。总的来说,结果表明Klotho是通过JAK2/STAT3信号通路调控肿瘤增殖、转移和侵袭能力,Klotho可能是治疗肾透明细胞癌的潜在治疗靶点。目的:本研究以肾透明细胞癌786-O和A498细胞为模型,探讨Klotho上调对786-O和A498细胞活力,凋亡及侵袭和转移等生物学行为的影响,并进一步研究对细胞内JAK2/STAT3通路活性的影响,以验证Klotho对肾透明细胞癌的抑制作用及其具体机制。方法:采用免疫组化和qRT-PCR检测58例肾透明细胞癌患者手术切除的病理标本中肾癌组织和相应的癌旁正常组织中Klotho基因的表达情况。采用CCK-8试验和流式细胞术检测肾癌细胞转染Klotho基因后细胞增殖和周期改变。采用Transwell侵袭迁移实验检测了Klotho过表达对肾癌细胞迁移和侵袭的影响。应用免疫印迹试验检测Klotho过表达对于肾癌细胞上皮间质转化相关蛋白及JAK2/STAT3通路蛋白的影响。通过裸鼠荷瘤试验检测Klotho过表达对于肾透明细胞癌细胞在体内增殖的抑制作用。结果:免疫组化和qRT-PCR结果显示Klotho基因在癌旁正常组织中呈高表达,在肾癌组织中低表达。CCK-8试验细胞活力试验和流式细胞术发现Klotho过表达可以明显抑制A498和786-O细胞的增殖。Transwell和Western blot试验结果发现Klotho过表达能够明显抑制A498和786-O细胞的迁移和侵袭并抑制上皮间质转化过程的进展。在成瘤实验中结果也证实Klotho过表达能够抑制肿瘤的生长。在分子机制方面,我们应用Western blot检测Klotho上调在A498和786-O细胞中对于JAK2和STAT3的磷酸化的影响,结果表明Klotho过表达抑制肾癌细胞的增殖和转移,抑制JAK2/STAT3通路的磷酸化。我们进一步使用IL-6激活JAK2/STAT3通路,我们发现IL-6能够上调细胞内STAT3的磷酸化,并逆转Klotho对肾癌细胞增殖和转移能力的抑制,这表明Klotho过表达可以通过抑STAT3抑制肾癌进展。结论:前期我们验证了Klotho基因在正常肾脏组织细胞中较肾癌组织细胞中表达显著增高。随后我们通过在肾透明细胞癌细胞中转染Klotho基因使之过表达,发现Klotho过表达可以明显抑制肾癌细胞的增殖并且可以诱导肾癌细胞的凋亡。通过Transwell实验发现Klotho过表达可以明显抑制肾癌细胞的侵袭和转移,而且其机制与阻断JAK2/STAT3通路的磷酸化有关。该发现提供了靶向肾癌侵袭和转移的新机制。