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乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤，也是引起女性癌症患者死亡的最常见的疾病。临床资料显示，骨骼是乳腺癌最常见的转移部位，其所引起的骨疼痛、病理性骨折、神经压迫综合症、代谢紊乱、高钙血症和酸碱失衡等可导致患者生活质量降低，但目前对于乳腺癌嗜骨转移的机制尚不清楚。研究表明，骨模拟现象可能是导致乳腺癌易于发生骨转移的原因之一。乳腺癌细胞转移至骨后可表达骨桥蛋白(osteopontin,OPN)、骨涎蛋白(bone sialoprotein,BSP)和骨连蛋白(osteonectin)等特异性骨蛋白，这些通常由成骨细胞表达的蛋白支持癌细胞在骨髓环境中的存活和生长。但是，并不是所有的乳腺癌原发肿瘤或乳腺癌细胞株均表达这些特异性骨蛋白。乳腺癌肝、肺等内脏转移并没有出现这一现象，说明这种特殊的细胞表型是肿瘤细胞异质性的表现，也说明在从肿瘤干细胞(cancer stem cells, CSCs)分化增殖为新生物的过程中，某些细胞具有了这种骨细胞样表型，因而更具有嗜骨转移的能力。CSCs作为诱导乳腺癌骨转移起始和形成的主要细胞，在骨转移过程中发挥重要作用。而其具有的多向分化的潜能，也使得我们可以推测，CSCs在适当的诱导条件下能够分化为成骨细胞样表型的乳腺癌CSCs，从而具有更强的骨转移能力。乳腺癌CSCs的获得是上述实验研究的前提，在包括乳腺癌的多种癌组织中，侧群细胞(Side Population cell)具有无限增殖和成瘤能力的干细胞样特性，并可在常规化疗后存活，从而导致癌症的复发与转移。这与肿瘤干细胞的特性极其相似，因此侧群细胞被认为是乳腺癌干样细胞。针对上述问题，本实验以肿瘤干细胞自我调节蛋白Wnts为切入点，通过流式分选出乳腺癌MDA-MB231细胞株的侧群细胞，检测成骨细胞诱导后乳腺癌侧群细胞中OPN、Runx2和Wnt-1的表达，从而观察乳腺癌侧群细胞生物学特性的变化，以期了解乳腺癌干细胞骨模拟的机制及其在乳腺癌骨转移发生中的作用，为后续进行深入的分子机制研究奠定基础。实验方法和主要结果1.成骨细胞诱导对人乳腺癌细胞株MDA-MB231侧群细胞形态学及迁移能力的影响方法：首先通过流式细胞分选技术对对数生长期的乳腺癌MDA-MB231细胞进行侧群分选，将分选出的侧群细胞与成骨细胞株MC3T3-E1构建Transwell共培养体系，对比成骨细胞诱导下的乳腺癌非侧群细胞和乳腺癌MDA-MB231，观察细胞形态变化特点，其次，通过Transwell趋化小室实验，证实共培养对MDA-MB-231侧群细胞趋化迁移能力的影响。结果：乳腺癌细胞株MDA-MB231中侧群细胞比例为2.6%。Transwell共培养7天后，侧群细胞增殖活跃，梭形细胞比例高于非侧群细胞组。同时在成骨细胞诱导下，乳腺癌侧群细胞的迁移能力较非侧群细胞及MDA-MB231细胞增强。2.成骨细胞诱导对人乳腺癌细胞株MDA-MB231侧群细胞OPN、Runx2、Wnt-1蛋白表达水平的影响方法：利用细胞免疫荧光技术及Western blot技术检测共培养的乳腺癌MDA-MB231侧群细胞及非侧群细胞中OPN、Runx2和Wnt-1表达差异。结果：与成骨细胞共培养后，能够显著上调MDA-MB231侧群细胞中OPN、Runx2和Wnt-1的表达水平。结论1.成骨细胞诱导后，乳腺癌MDA-MB-231侧群细胞的迁移能力显著增强，提示成骨细胞可诱导乳腺癌侧群细胞发生生物学行为改变。2.成骨细胞诱导后，乳腺癌MDA-MB-231侧群细胞的骨相关蛋白表达水平明显升高，提示成骨细胞诱导后的乳腺癌侧群细胞具有成骨细胞生物学特性。