PTEN抑制A549肺癌细胞趋电性及调控直流电场对肺癌转移诱导的研究

人支气管的粘膜上皮存在着跨上皮电势，肺癌浸润生长突破粘膜上皮后，导致粘膜上皮损伤，便可在肺癌细胞周围形成内源性直流电场，这种电场对肺癌细胞有何影响未见报道。我们前期研究结果显示，在体外直流电场作用下，肺癌A549细胞发生三个明显的变化：1、细胞的间叶样形态改变，2、趋电性定向迁移，3、增殖活跃；同时，转染PTEN抑癌基因可明显抑制A549肺癌细胞的趋电性。提示：内源性电场可能通过PTEN相关信号通路影响肺癌的移行、侵袭及转移。深入研究PTEN抑制A549肺癌细胞趋电性的相关通路，直流电场对肺癌转移的影响及PTEN的调控作用，将有助于阐明非小细胞肺癌转移的新机制，为肺癌的临床诊断、治疗及判断预后提供新的思路。

背景及方向：肺癌侵袭粘膜上皮后导致上皮损伤，进而形成的内源性直流电场(Endogenous dcEFs)刺激周围肺癌细胞。研究发现微环境中的电信号可能是癌症转移的重要原因。我们前期研究发现，应用体外小直流电场可以有效模拟内源性电场，在体外直流电场的作用下，肺癌A549细胞发生显著的生物活性变化，这种变化可以被PTEN有效的抑制。本研究方向是：PTEN与肺癌细胞的趋电性。.主要内容：深入系统地研究电场对肺癌A549细胞生物活性的影响及机制；深入研究PTEN抑制A549肺癌细胞趋电性的相关通路，直流电场对肺癌转移的影响及PTEN的调控作用；研究外加直流电场对裸鼠A549细胞皮下成瘤及转移的影响，及调控方法。.重要结果及关键数据： 1、dcEFs作用肺癌A549细胞后，PTEN相关分子ERK及AKT通路激活，细胞周期蛋白cyclinD1及cyclinE表达量增高，而p21及p27的表达量降低。2、肺癌A549细胞在2V/cm的电场中暴露6小时，细胞发生典型的间质细胞形态改变。上皮makers E-cadherin表达下调，间质makersVimentin表达上调，提示dcEFs诱导肺癌细胞EMT的作用。3、上调PTEN或下调PI3K基因可以明显减弱电场对细胞F-actin 的边集，并明显抑制肺癌细胞的趋电性，电场、电场+A549-PTEN 及电场+A549-PI3K-SiRNA三组平均细胞位移距离分别为35±15.5、10±5.3、16±6.9，存在显著差异（p <0.001）及平均移行方向为0.75±0.21、0.35±0.05、0.46±0.08，存在显著差异（p <0.001）。4、PTEN上游EGFR及Integrin β1参与了肺腺癌细胞的趋电性，并分别与EGFR下游AKT、ERK及Integrin β1下游FAK通路有关，5、建立裸鼠移植瘤在体外的加直流电场模型，每日加电1-2小时，持续8week后，加电组成瘤体积明显大于未加电组（p <0.01），A549-PTEN+dcEFs及A549-PI3K-SiRNA+dcEFs组加电后小鼠亦成瘤，而成瘤体积明显小于单纯加电组（p <0.01）。.科学意义：证实微环境中的电信号可能是癌症转移重要原因，明确了PTEN在此过程中的关键作用、为肺癌治疗及判断预后提供新的思路。.