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目的:探讨缺氧条件下缺氧诱导因子-1α(Hypoxia Inducible Factor-1α,HIF-1α)在人脐带源性间充质干细胞(human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells,hucMSCs)促进肺腺癌细胞增殖过程中的可能机制,并探讨其在肺癌发生发展中的作用。方法:(1)原代hucMSCs的分离、培养及扩增:取新生儿新鲜的脐带,再利用组织贴壁法分离出脐带组织的间充质干细胞,并实用流式细胞技术检测间充质干细胞免疫表型。(2)根据对肺腺癌A549增殖的影响分为以下6组:(1)常氧A549细胞组、(2)常氧A549细胞与hMSCs共培养组、(3)缺氧A549细胞组、(4)缺氧A549细胞与hMSCs共培养组、(5)缺氧干扰HIF-1α基因A549细胞组、(6)缺氧干扰HIF-1α基因A549细胞与hMSCs共培养组。(3)荧光定量PCR和western blot法分别检测常氧和缺氧条件下,A549细胞、与hMSCs共培养的A549细胞、干扰HIF-1α基因后的A549细胞和干扰HIF-1α基因后与hMSCs细胞共培养的A549细胞的HIF-1α、Survivin基因及蛋白的表达水平情况。MTT法检测常氧和缺氧条件下h MSCS对肺癌A549细胞增殖作用的影响。细胞划痕实验检测各组细胞不同的增殖能力。结果:(1)人脐带源性间充质干细胞生长大概2周左右的时候,会开始有梭形细胞从脐带周围爬出;大约3周左右,生长的细胞逐渐融合铺满T-25cm2的培养瓶。经过细胞传代至第3代可以观察到细胞形成集落,并且以旋涡状生长、细胞形态较一致。流式细胞仪检测,HucMSCs表达基质细胞相关表面标记CD73、CD90、CD105;不表达细胞表面的单核细胞CD14、淋巴细胞CD19和造血干细胞CD34,检测结果与间充质干细胞的表型特征相符合。(2)MTT实验显示,缺氧状态下与hMSCs共培养的A549细胞表现出了最强的增殖力;其后的为缺氧状态下的A549细胞。增殖力最低的为与hMSCs共培养的干扰了HIF-1α基因的A549细胞。缺氧状态与正常氧状态相比较,缺氧状态下,A549细胞的增殖能力较前提升(p<0.05);在缺氧状态下,hMSCs细胞能进一步增加A549细胞的增殖能力(p<0.05);无论是缺氧条件,还是hMSCs共培养条件,抑制HIF-1α能够起到抑制增殖的作用。(3)细胞划痕实验显示,常氧状态下与hMSCs共培养组迁移能力下降;缺氧条件下迁移能力增强;缺氧状态下与hMSCs共培养迁移能力进一步增强;缺氧状态下干扰HIF-1α基因迁移能力下降。与hMSCs共培养后的迁移能力无明显变化。(4)在缺氧状态下的A549细胞组比常氧状态A549细胞组survivin的基因表达转录水平更高(2.0798±0.1498 vs 1±0.1441),差异存在统计学意义(p<0.01);缺氧状态下A549细胞MSC共培养组survivin的基因转录水平比干扰了HIF-1α基因的A549细胞组和干扰了HIF-1α基因的A549细胞MSC共培养组都要高(2.4835±0.2021 vs 0.6321±0.1502;2.4835±0.2021vs 0.8882±0.1134),且差异存在统计学意义(p<0.01)。缺氧状态下干扰了HIF-1α基因的A549细胞组与干扰了HIF-1α基因的A549细胞与MSC共培养基因转录水平无统计学差异(0.6321±0.1502 vs 0.8882±0.1134,p>0.05)在缺氧状态下的A549细胞组HIF-1α基因转录水平表达比常氧状态A549细胞组表达更高(2.0236±0.1355 vs 1±0.1988),且存在统计学差异(p<0.01)。A549细胞MSC共培养组HIF-1α基因的比干扰了HIF-1α基因的A549细胞组和干扰了HIF-1α基因的A549细胞MSC共培养组都要高(2.5879±0.0183 vs0.7565±0.1295;2.5879±0.0183 vs 0.8948±0.1061),且存在统计学差异(p<0.01)。图6缺氧状态下干扰了HIF-1α基因的A549细胞组与干扰了HIF-1α基因的A549细胞与MSC共培养基因转录水平无统计学差异(0.7565±0.1295vs 0.8948±0.1061,p>0.05)(5)在缺氧状态下的A549细胞组HIF-1α的蛋白表达比常氧状态A549细胞组表达更高(1.2462±0.0127 vs 1.0856±0.1757),且差异存在统计学差异(p<0.01);在缺氧状态下A549和MSC共培养组HIF-1α的蛋白表达比在缺氧状态下A549细胞组表达更高(1.8983±0.0394 vs 1.2462±0.0127),且差异存在统计学意义(p<0.01);A549细胞MSC共培养组比干扰了HIF-1α基因的A549细胞组和干扰了HIF-1α基因的A549细胞与MSC共培养组都要高(1.8983±0.0394 vs0.9669±0.0331;1.8983±0.0394 vs 1.1037±0.0363),且差异存在统计学意义(p<0.01)。缺氧状态下干扰了HIF-1α基因的A549细胞组与干扰了HIF-1α基因的A549细胞MSC共培养基因表达水平无统计学差异(0.9669±0.0331 vs1.1037±0.0363,p>0.05)在缺氧状态下的A549细胞组survivin的蛋白表达比常氧状态A549细胞组表达更高(0.9854±0.0213 vs 0.8284±0.0200),且差异存在统计学意义(p<0.01);A549和MSC共培养组比在缺氧状态下A549细胞组表达更高(1.0956±0.0278 vs0.9854±0.0213),且差异存在统计学意义(p<0.01);A549和MSC共培养组的survivin的蛋白表达比干扰了HIF-1α基因的A549细胞组和干扰了HIF-1α基因的A549细胞MSC共培养组都要高(1.0956±0.0278 vs 0.5276±0.0069;1.0956±0.0278 vs 0.7554±0.0328),且差异存在统计学意义(p<0.01)。缺氧状态下干扰了HIF-1α基因的A549细胞组与干扰了HIF-1α基因的A549细胞与MSC共培养基因表达水平无统计学差异(0.5276±0.0069 vs 0.7554±0.0328,p>0.05)结论:在缺氧条件下hMSCs能够引起A549细胞的HIF-1α和survivin的表达增加而使肺癌细胞呈持续增殖