SDF-1/CXCR4生物轴对口腔鳞癌细胞增殖与侵袭的影响

尹 东，张 娜，封 净，白晓萍，白 晶

·临床研究·

SDF-1/CXCR4生物轴对口腔鳞癌细胞增殖与侵袭的影响

尹 东，张 娜，封 净，白晓萍，白 晶

目的探讨SDF-1/CXCR4生物轴对口腔鳞状细胞癌癌细胞增殖与侵袭的影响。方法以口腔鳞癌细胞株Tca-8113为研究对象，实验分对照组、SDF-1组和抗体封闭组。通过MTT法检测细胞增殖能力的变化，采用Transwell Chamber检测SDF-1对Tca-8113细胞侵袭及CXCR4封闭对其侵袭的影响。结果基质细胞衍生因子-1 (SDF-1)可以明显促进口腔鳞状细胞癌细胞增殖(P<0.05)，而抗CXCR4单克隆抗体可明显抑制肿瘤细胞的增殖(P<0.05)。侵袭实验显示，SDF-1可促进Tca-8113细胞的侵袭，50 μg /mL抗CXCR4单克隆抗体对CXCR4的封闭能抑制Tca8113细胞的这种侵袭活性，与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。结论趋化因子SDF-1及其受体CXCR 4相互作用在口腔鳞癌细胞增殖和侵袭中发挥着重要作用，干扰CXCR 4/SDF-14的相互作用有可能成为治疗口腔鳞状细胞癌的一个有意义的靶点和策略。

基质细胞衍生因子-1；CXC类趋化因子受体4；口腔鳞状细胞癌；增殖；侵袭

口腔鳞癌是口腔颌面部常见的恶性肿瘤，严重影响人们口腔健康。目前，对口腔鳞癌的的治疗主要是手术加化疗的治疗方案，但临床效果并不理想。近年来，随着分子生物学迅速发展，分子靶向药物治疗已成为生物治疗研究的热点。国内外许多对肿瘤的研究[1-6]显示，趋化因子受体CXCR4及其配体基质细胞衍生因子-1(SDF-1)构成的生物轴与肿瘤的转移有关，而其对口腔鳞癌的增殖、侵袭及转移的作用还很少有报道。本研究通过体外干预实验检测了SDF-1和抗CXCR4单克隆抗体对Tca8113细胞增殖和侵袭的影响，从而为口腔鳞癌的防治提供新的策略和方法。

1 材料与方法

1.1 主要设备及试剂：细胞外基质胶(R&D公司，美国)；MTT液(Sigma公司，美国)；Transwell Chamber(8.0 μm孔径，Corning公司，英国)；重组人工基底膜Matrigel(BD公司，美国)；SDF-1与鼠抗人CXCR4单抗(Corning公司，英国)。人口腔鳞癌细胞株Tca-8113来源于华西医科大学口腔疾病研究所。

1.2 方法

1.2.1 细胞培养:Tca8113细胞用含10%的胎牛血清的培养基在37℃饱、5%二氧化碳、相对湿度90%的培养箱中培养，细胞贴壁生长，常规培养备用。

1.2.2 细胞增殖能力检测：用MTT法检测，将浓度为1×104/mL的Tca8113细胞悬液，加入96孔板培养板中培养。实验分为3组：①对照组，只加培养液；②抗体封闭组，先将50 μg/mL抗CXCR4 单克隆抗体与Tca8113细胞用共同孵育30 min后，再加入100 ng/mL SDF-1。③SDF-1组，加入100 ng/mL SDF-1。每组设3个复孔，实验重复3次。3组分别于培养24、48、72 h后，每孔加入 20 μl MTT溶液，培养4 h后加入150 μl DMSO振荡0.5 h，用全自动酶标仪检测波长490 nm处各孔的吸光度值(A值)，计算每组的均值。

1.2.3 细胞侵袭能力检测:参照文献[7]方法，通过Transwell Chamber分析细胞的侵袭能力。用24孔Transwell板，将重组人工基底膜Matrigel铺在Transwell侵袭小室底部聚碳酯膜上，在Transwell小室的上室加入细胞悬液200 μl，细胞数为1.5×106/mL。实验分3组：①对照组，下室中只加培养液；② SDF-1组，下室中加入含100 ng/mL SDF-1的培养基；③抗体封闭组，先将细胞与抗CXCR4单克隆抗体在培养箱中培养2 h后，再将200 μl 100 ng/mL SDF-1的培养基加入下室。将整个Transwell小室置于培养箱中孵育24 h，取出带滤膜的小室，用棉签拭去微孔滤膜上的Matrigel和未侵袭的细胞，HE染色，二甲苯封片。每组平行设3个复孔，显微镜下计数膜上、中、下、左、右、中5个视野的细胞数。

2 结果

2.1 SDF-1/CXCR4反应轴在Tca8113细胞增殖中的作用:通过MTT法检测显示，SDF-1组Tca8113细胞培养24、48、72 h后，细胞增殖的A值均显著高于对照组和抗体封闭组，差异有统计学意义(P<0.0 5)；而抗体封闭组细胞增殖与对照组相比差异无统计学意义 (P<0.05 )，见表1。

表1 SDF-1/CXCR4对Tca8113细胞增殖的影响

2.2 SDF-1/CXCR4对Tca-8113细胞穿膜侵袭能力的影响：3组均检测到穿膜侵袭的细胞，SDF-1组穿膜细胞数最多，抗体封闭组穿膜细胞数最少。在100 ng/mL SDF-1作用24 h后，与对照组相比，细胞的穿膜侵袭能力明显增强(P<0.05 )；加入抗CXCR4单克隆抗体后，SDF-1促进细胞的侵袭能力明显被抑制 (P<0.05 )，见表2。

表2 SDF-1/CXCR4对Tca-8113细胞侵袭能力的影响

注：#与对照组相比，t=6.41，P<0.05；*与抗体封闭组相比，t=14.07，P<0.05；▲与SDF-1组相比,t=22.268，P<0.05。

3 讨论

目前口腔鳞癌的治疗是以手术为主辅以放疗和化疗的综合治疗，但术后复发率仍然很高，预后较差。近年来，随着分子生物学迅速发展，使得肿瘤的生物治疗成为手术、化疗和放疗的第四种治疗方法。分子靶向药物治疗已成为生物治疗研究的热点。国内外研究[8-11]表明，CXCR4/SDF-1受体配体系统在肿瘤细胞的侵袭和迁移发挥着重要作用。另外，Schimanski等[5]与郭清等[6]也分别发现，CXCR4可明显促进鼻咽癌和卵巢上皮性癌细胞的增殖。我们在以前的研究中也证实趋化因子受体CXCR4在口腔鳞癌细胞中有阳性表达，并与口腔鳞细胞淋巴结转移有关[12-14]。为了探讨SDF-1和抗CXCR4单克隆抗体对Tca8113细胞增殖和侵袭的影响，本研究通过体外干预实验，观察口腔鳞癌细胞增殖和侵袭及迁移的变化。

恶性肿瘤的一个重要特点就是无限增殖，且肿瘤细胞的增殖可以间接反映肿瘤的恶性程度[11]。因此，研究恶性肿瘤增殖的相关机制及干预肿瘤增殖的过程有着重要意义。本研究中，通过MTT法检测细胞增殖变化，结果显示，Tca8113细胞培养24、48、72 h后，与对照组相比，Tca-8113细胞的增殖反应均明显增强(P<0.05 )，说明SDF-1可以促进Tca-8113细胞的增殖，而抗体封闭组细胞培养24、48、72 h后，与SDF-1组相比，增殖细胞数均明显降低，2组比较有显著性差异。结果提示SDF-1对细胞的增殖作用能被抗CXCR4单克隆抗体部分抑制，研究结果与Bertolini等[15]相一致。分析其可能的机制是肿瘤细胞表面阳性表达的CXCR4受体与CXCR4单克隆抗体结合，从而阻断了SDF-1 /CXCR4的相互作用，减弱了SDF-1促进细胞增殖的能力。

肿瘤细胞另一个生物学特性就是侵袭和转移，而且不同组织类型的肿瘤细胞有其特定的转移部位，癌细胞的定向迁移和侵袭是肿瘤细胞转移的关键步骤。已有研究[2]发现，在SDF-1刺激下，CXCR4阳性的肿瘤细胞会发生侵袭和迁移，而通过特异性抗体阻断CXCR4能抑制癌细胞的定向迁移和侵袭。本实验研究显示，在SDF-1的作用下，与对照组相比，细胞的穿膜侵袭能力明显增强，加入抗CXCR4单克隆抗体后，SDF-1促进细胞的侵袭能力明显被抑制。结果说明SDF-1/CXCR4生物轴在口腔鳞状细胞癌细胞的侵袭中也发挥着重要作用。

综上所述，SDF-1/CXCR4相互作用与口腔鳞癌细胞的增殖和侵袭密切相关，因此，通过阻断CXCR4/SDF-1轴，改变口腔鳞癌细胞的生物学特性，阻断其增殖和侵袭，从而为临床开展口腔鳞癌的生物靶向治疗提供了新思路，但CXCR4/SDF-1轴对肿瘤的作用机理还需要从各个方面进行系统深入的研究。

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结构式摘要撰写要求

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1.目的(Objective)：简要说明研究的目的，说明提出问题的缘由，表明研究的范围和重要性。

2.方法(Methods)：简要说明研究课题的基本设计，使用材料和方法，如何分组对照，研究范围及精确程度，数据是如何取得的，经何种统计学方法处理。

3.结果(Results)：简要列出研究的主要结果和数据，有什么新发现，说明其价值及局限。叙述要具体、准确，并需给出结果的主要数据及置信值、统计学显著性检验的确切值。

4.结论(Conclusion)：简要说明经验证、论证取得的正确观点其理论价值或应用价值，是否可推荐或推广等。

TheeffectsofSDF-1/CXCR4biologicalaxisonproliferationandinvasionoforalsquamouscellcarcinomacells

YINDong,ZHANGNa,FENGJing,BAIXiaoping,BAIJing.

Dept.ofStomatology,NingxiaPeople′sHospital,Yinchuan750002，China

ObjectiveTo study the effect of chemokine SDF-1/CXCR4 biologial axis on proliferation and invasion of oral squamous carcinoma cells.MethodThe proliferation of Tca-8113 cells were evaluated by MTT assay in different groups (control group,SDF-1 group and anti-CXCR4mAb-blocking group.Transwell Chamber was used to detected the invation of Tca-8113 cells in presence of SDF-1 or when CXCR4 was blocked by anti-CXCR4mAb in the groups.ResultsIn MTT assay,recombinant SDF-1 stimulated the proliferation of tumor cells(P<0.05),and CXCR4 -monoclonal antibodies decreased the proliferation(P<0.05).The chemotactic invasion of Tca-8113 cells could be induced by SDF-1(P<0.05) and this induction was significantly reduced by anti-CXCR4mAb(50μg/mL,P<0.05).ConclusionSDF-1 and CXCR4 may play an important role in the proliferation and invasion of oral squamous cell carcinoma and intervention with the interaction of SDF-1/CXCR4 could be a meaningful therapeutic target and strategy.

Stromalcell-derivedfactor-1;ChemokineCXCmotifreceptor4;Oralsquamouscellcarcinoma；Proliferation;Invasion

宁夏科技支撑计划项目(2015by075)；宁夏自然科学基金资助项目(NZ13186)

宁夏人民医院口腔医学中心，宁夏 银川 750002

http://kns.cnki.net/kcms/detail/64.1008.R.20170814.1453.002.html

10.13621/j.1001-5949.2017.08.0716

R735

A

2017-02-14 [责任编辑]王凯荣