目的恶性肿瘤发生远处转移是肿瘤患者病程进展、致残和致死的主要原因。侵袭性是指肿瘤细胞侵入邻近组织的能力,该过程是恶性肿瘤的主要特征,亦是其发生转移的第一步。与肿瘤细胞侵袭性和发生转移相关的机制极为复杂,目前人们已经对该过程中的一些蛋白水解酶和原癌基因有了初步认识,如与细胞微环境中细胞外基质降解相关的基质金属蛋白酶-2以及与肿瘤侵袭性生长相关的原癌基因c-met。另一方面,开发具有抗癌作用的天然小分子无机化合物是目前抗肿瘤药物研发的一个热点。本文旨于研究轻稀土化合物氯化镧对肿瘤细胞增殖、侵袭和转移的作用,分别以与肿瘤侵袭和转移相关的蛋白水解酶和原癌基因为靶点,进一步阐明稀土对肿瘤细胞作用的作用机制,扩大稀土化合物的应用领域,为临床抗肿瘤药物的研发提供新方向。方法(1)采用MTT法观察轻稀土化合物氯化镧对乳腺癌细胞MCF-7及人纤维肉瘤细胞HT-1080的毒性作用。(2)采用侵袭性试验探讨氯化镧对人纤维肉瘤细胞HT-1080侵袭性的影响。(3)通过明胶酶谱法和Western Blot测定低剂量氯化镧(≤20μmol/L)对人纤维肉瘤细胞HT-1080细胞基质金属蛋白酶-2表达和活性的影响。(4)应用RT-PCR法,分别调查低剂量氯化镧对肿瘤细胞HT-1080细胞基质金属蛋白酶-2转录的影响(≤20μmol/L)以及对乳腺癌细胞MCF-7原癌基因c-met转录的影响(≤100μmol/L)。(5)构建Luciferase基因报告系统,应用PCR技术合成MMP-2启动子区域的突变位点,探讨轻稀土化合物对人纤维肉瘤细胞株HT-1080 MMP-2的作用机制。结果(1)细胞毒性试验表明,轻稀土化合物氯化镧浓度低于50μmol/L时,氯化镧无论对MCF-7细胞株还是HT-1080细胞株的生长均无抑制作用。随着浓度增加,氯化镧对肿瘤细胞的增殖出现抑制作用,且抑制作用随浓度的增加而增强;但是当氯化镧浓度过大(＞400μmol/L)时,氯化镧对肿瘤细胞增殖的抑制作用不再出现浓度依赖性。此外,不同细胞对氯化镧的敏感性不同,人纤维肉瘤细胞株HT-1080对氯化镧的敏感性更高。(2)通过侵袭性试验表明,在对肿瘤细胞生长无明显作用的浓度范围内(＜50μmol/L),氯化镧对肿瘤细胞的侵袭性有抑制作用,且抑制作用随氯化镧浓度的增加而增强。(3)通过明胶酶谱法和Western Blot试验证实,对肿瘤生长无抑制作用的浓度范围(＜50μmol/L)的氯化镧可抑制pro-MMP-2的活性及含量,但是其对活化形式的MMP-2无抑制作用。(4)应用RT-PCR法,进一步观察了低浓度氯化镧对原癌基因c-met和蛋白水解酶MMP-2基因转录的作用。低浓度氯化镧可以下调c-met以及MMP-2的基因转录,并且抑制作用随氯化镧浓度的增加而增强。(5)通过Luciferase报告系统以及启动子突变的方法测定MMP-2的启动子活性,证实氯化镧通过作用于人纤维肉瘤细胞HT-1080 MMP-2启动子区的CREB结合位点,阻断了PKA/CREB通路而抑制该细胞MMP-2mRNA的转录并降低MMP-2的分泌,从而降低了肿瘤细胞的侵袭性。结论不同浓度的轻稀土化合物氯化镧对肿瘤细胞的作用不同,高浓度氯化镧(＞100μmol/L)可抑制肿瘤细胞的增殖,低浓度的氯化镧(＜50μmol/L)对肿瘤细胞的侵袭性有一定抑制的作用。同一浓度的氯化镧对不同肿瘤细胞的增殖作用不同。低浓度的氯化镧通过抑制与肿瘤侵袭性相关的蛋白水解酶(MMP-2)的转录和表达以及抑制与“侵袭性”生长相关的原癌基因c-met表达,降低了肿瘤的侵袭性。这为未来临床个体化治疗提供了初步依据,亦为扩大稀土资源在医药领域的应用提供了新方向。