癌细胞分泌内源性甲醛导致癌症痛及其细胞分子机制研究

临床上癌症痛很常见，但机制不明，是研究的前沿。一直以来认为甲醛是外源性的环境污染物导致癌症，而忽略了肿瘤细胞可能分泌内源性甲醛。文献显示，肿瘤细胞旺盛生长所伴随的活跃的甲基化与去甲基化过程中，有大量内源性甲醛的产生，但这种内源性甲醛基本上都被看作代谢尾产物而未予关注。本项目预实验发现，肺癌患者和乳腺癌患者癌症组织、培养的乳腺癌等癌细胞系能分泌甲醛，该浓度的甲醛在正常动物引起痛反应、通过激活辣椒素受体TRPV1导致细胞内钙升高。本项目在预实验基础上，将以大鼠乳腺癌胫骨转移为癌症痛模型，采用行为学、HPLC、全细胞膜片钳、单纤维放电记录、激光共聚焦荧光显微镜和细胞分子生物学方法，验证以下科学假设：癌细胞分泌内源性甲醛，在肿瘤生长的酸性环境下，甲醛通过激活局部痛觉纤维末梢上的TRPV1受体导致癌症痛。希望从全新的角度阐述癌症痛发生的细胞分子机制，并为癌细胞分泌的内源性甲醛的研究提供一定的启示。

背景：癌症痛研究是慢性痛研究的热点。目的：本项目从肿瘤细胞分泌甲醛和局部酸性环境协同作用于辣椒素受体(TRPV1)的角度，深入探讨癌症痛的发病机制。主要结果如下：(1) 在肺癌、乳腺癌病人的癌症组织病理标本，在离体培养的大鼠不同癌细胞系（乳腺癌细胞系MRMT-1，人肺癌细胞系H1299和SY5Y，Walker 256乳腺癌细胞系），以及MRMT-1大鼠乳腺癌细胞建立的胫骨癌症痛模型，随着肿瘤细胞的生长，甲醛的分泌量均升高。(2) 正常大鼠足底皮下注射低浓度甲醛(1-5 mM)，通过作用于TRPV1受体，诱发痛反应。在酸性环境中 (pH=6.0，模拟肿瘤局部的环境)，低浓度甲醛的作用更强。 (3) 在转染TRPV1的CHO细胞及原代培养的DRG神经元，低浓度甲醛（1-100 mM）激活TRPV1受体，引起细胞内游离钙水平增加。(4) 膜片钳实验表明，低浓度甲醛诱发TRPV1的内向电流。在酸性环境中（pH=6.0），低浓度甲醛诱发TRPV1内向电流的作用更加明显。(5) 癌症痛大鼠DRG神经元中TRPV1含量增加。(6) 甲醛清除剂和TRPV1拮抗剂，缓解胫骨癌症痛大鼠的机械痛敏和热痛敏行为。结论：肿瘤细胞分泌甲醛和局部酸性环境协同作用于TRPV1受体，引发骨癌痛。成果：本项目发表论文10篇（其中SCI收录9篇)。项目负责人获得省部级科技进步奖2项，参编著作3部，参加国内外会议8次。共培养博士后3名、博士生27名、硕士生1名。