CX3CL1/CX3CR1相互作用调控低氧前列腺癌细胞转移的分子机制

有报道,低氧可诱导肿瘤细胞趋化因子受体表达并与配体作用发生转移,也能诱导HIF-1α产生;前列腺癌(PC）细胞表达CX3CR1.本研究证实,低氧能提高PC细胞CX3CR1表达但机制不明.另有报道,CX3CL1在骨细胞表达和分泌,且CX3CL1/CX3CR1能使PC细胞定向转移。本研究证实,CX3CL1处理低氧PC3细胞,能提高MMP-9活性和细胞转移能力,但机制不明。已知MMP-9表达受NF-κB调控,NF-κB通路受其上游PI3K/AKT和/或MAPK/ERK1/2通路调控。本研究拟低氧诱导PC3、PC-3M细胞，证实HIF-1α能提高CX3CR1表达; CX3CL1/CX3CR1可通过PI3K/AKT/NF-κB和/或MAPK/ERK/NF-κB通路提高MMP-9的表达与活化，进而提高低氧PC细胞的转移能力，并在裸鼠体内和临床标本中验证。上述机制如能证实，将为PC治疗提供新的作用靶点

目的：本研究采用前列腺癌细胞为研究对象，研究低氧微环境对CX3CR1表达的调控及其机制；并探讨低氧微环境下CX3CL1/CX3CR1对前列腺癌细胞迁移和侵袭的影响及其可能的作用机制。方法：本研究首先应用免疫印迹技术检测CX3CR1在前列腺癌细胞中的表达，选取CX3CR1表达水平低的细胞建立低氧培养模型；其次，靶向抑制低氧DU145细胞中CX3CR1的表达以及HIF-1α和NF-κB的表达或活性，分别用Real-time PCR、Western blotting、细胞免疫荧光、流式细胞术检测CX3CR1的表达及定位，Transwell迁移实验、Matrigel侵袭实验检测细胞的迁移及侵袭能力；最后，利用倒置显微镜观察CX3CL1对低氧细胞形态学的影响；ELISA检测CX3CL1处理后低氧细胞培养基中TGF-α的活化水平；靶向抑制低氧DU145细胞中ADAM17、Slug的表达以及阻断TGF-α、EGFR的活化，Western blotting检测CX3CL1对低氧细胞中E-Cadherin、Vimentin、转录因子Slug和pEGFR表达的影响，Transwell迁移实验、Matrigel侵袭实验检测细胞的迁移和侵袭能力。结论：CX3CR1在前列腺癌细胞系中普遍表达，提示CX3CR1可能在人前列腺癌细胞的生物学行为中发挥重要作用。使用低氧培养箱和化学诱导剂CoCl2或DFX均能建立低氧培养条件。CX3CL1/CX3CR1可以诱导前列腺癌细胞的迁移和侵袭能力，低氧可以显著促进CX3CL1/CX3CR1的作用；低氧可以通过HIF-1α和NF-κB显著上调CX3CR1的表达，进而促进CX3CL1/CX3CR1诱导细胞的侵袭和转移；CX3CL1/CX3CR1通过调节ADAM17的活性激活TGF-α/EGFR通路，诱导Slug的表达，下调E-Cadherin的表达、上调Vimentin的表达，启动EMT过程，进而调控细胞的迁移和侵袭。