Toll样受体4信号通路在脂多糖促进肺癌细胞增殖中的机制探讨

摘要

背景:肺癌是目前全球头号癌症杀手,全球每年约有120万新增病例,每年因肺癌死亡的人数多于乳腺癌、前列腺癌和肠癌死亡人数的总和。肺癌也是我国发病率最高的癌症,每年新增病例40万。世界卫生组织预测,如不控制吸烟和空气污染,到2025年,我国每年新增肺癌患者将超过100万例,成为世界第一肺癌大国。目前,诸多学者对肺癌的生物学行为进行了广泛的研究,但其发病机制仍不十分清楚。近年来,炎症对肿瘤生长关系的影响受到了很多的关注,在促进肿瘤的发生和演进中,慢性感染和炎症被认为是最重要的后天性和环境因素。肺癌是一种和环境暴露密切相关的疾病,肺部的异常炎性反应可能与肺癌的发生有一定的关联。
　　脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是革兰阴性细菌细胞壁的主要成分,在慢性炎性反应过程中发挥重要作用。脂多糖(LPS)的识别与跨膜信号转导,是引起细胞炎性效应的关键,主要是通过细胞膜Toll样受体4(toll like receptor4,TLR4)来实现。TLR4是先天性免疫重要的跨膜受体和信号转导受体,是广泛存在于细胞表面的一类跨膜蛋白。TLR4识别LPS并与其结合后,可激活TLR4信号转导通路,其经典途径为:TLR4依赖髓样分化蛋白88(myeloid differentiation protein88,MyD88)与其特异性配体LPS结合,促进丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和IκB激酶家族(IκB kinases,IKKs)磷酸化,最终分别活化转录因子激活蛋白-1(activating protein-1,AP-1)和核因子-κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB),促进炎性反应因子如肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)和IL-1β等的分泌,引发炎性反应。越来越多的证据表明,炎性反应与肿瘤的发生发展密切相关,长期的慢性炎症是胃癌、肝癌、结直肠癌和前列腺癌的重要致病因素。但其是否在肺癌的发病中起作用尚有待研究。
　　目的:选用肺腺癌A549细胞系,研究脂多糖促进肺癌细胞增殖过程中的可能机制:LPS是否通过激活Toll样受体4介导的信号通路发挥其促细胞增殖作用,从而探讨慢性炎症在肺癌发生发展中的具体分子机制。
　　方法:用TLR4的天然配体脂多糖(LPS)刺激肺腺癌细胞A549,四甲基偶氮唑盐比色法(MTT)法检测A549细胞增殖的情况。流式细胞术检测不同浓度LPS处理组肺腺癌A549细胞的细胞增殖率。免疫细胞化学法检测经不同浓度LPS处理的A549细胞中,TLR4、c-Jun、c-Fos及NF-κB蛋白的表达水平。
　　结果:LPS刺激A549细胞24h后增殖效应最明显,且100ng/mL LPS组的G2/M期细胞所占比例较对照组和10ng/mL LPS组显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。TLR4、c-Jun、c-Fos及NF-κB蛋白在A549细胞中均有表达,且随着LPS处理浓度的增加而表达增强,100ng/mL LPS处理组中蛋白表达增强最明显,与对照组比较有差异有统计学意义(P<0.05)。
　　结论:LPS能促进A549细胞增殖,其机制可能是通过与TLR4受体结合而激活TLR4信号转导途径,进而分别活化c-Jun和c-Fos的异源二聚体——转录因子激活蛋白-1(AP-1)和核因子NF-κB,从而使肺癌细胞持续增殖。

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Toll样受体4信号通路在脂多糖促进肺癌细胞增殖中的机制探讨

1前言

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 材料来源

2.1.2 主要试剂

2.1.3 主要仪器

2.1.4 实验相关试剂的配备

2.2 实验方法

2.2.1 细胞培养与传代

2.2.2 细胞活力测定

2.2.3 MTT法

2.2.4 流式细胞术检测细胞增殖及细胞周期的改变

2.2.5 免疫细胞化学

2.2.6 免疫细胞化学结果判断

2.3 统计学处理

3 结果

3.1 LPS对A549细胞的促增殖作用

3.2 LPS促进A549细胞周期处于分裂增殖期

3.3 LPS可结合TLR4并活化转录因子AP-1和核因子NF-κB

4 讨论

参考文献

附录

致谢

综述