研究背景结直肠癌是世界上常见的恶性肿瘤之一。远处转移是结直肠癌患者最为主要的死亡原因。抑制转移及减少远处转移灶的大小和数量,降低肿瘤负荷,可以显著延长患者的生存时间。但是肿瘤细胞的转移并不完全由肿瘤细胞决定。肿瘤微环境中的其他细胞对于肿瘤细胞的转移及在远处脏器的定植也有重要作用。其中肿瘤相关性成纤维细胞（cancer associated fibroblasts,CAFs）是肿瘤原发灶和转移灶微环境的重要组成部分。已经有研究报道肿瘤细胞（种子）可以携带CAFs共转移,共转移的CAFs可以帮助肿瘤细胞在远处器官定植并形成转移灶。在肺癌、乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌等肿瘤患者的外周血中均发现了 CAFs的存在,而且循环CAFs的数量和患者预后显著相关,抑制CAFs转移有希望减少结直肠癌转移的发生。所以我们计划研究结直肠癌中CAFs转移的机制,期望为晚期结直肠癌患者的治疗提供新的策略。研究方法1我们首先与结直肠癌细胞系共培养脂肪来源的间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells,MSCs）将之诱导分化为CAFs,应用Western blot、流式细胞分析、成骨及成脂分化能力等验证CAFs的特征;粘附实验、迁移和侵袭实验、裸鼠结直肠癌皮下移植模型等验证CAFs本身迁移和侵袭能力上调及探索CAFs对结直肠癌转移的促进作用从而明确CAFs的功能。2探索调控CAFs迁移和侵袭的机制。应用Western Blot、RT-PCR分析MSCs和CAFs之间HIF-1 α、miR210、VMP1等基因表达的差异;基因干扰及过表达实验分析上述基因之间的调控作用;CHIP实验验证HIF-1 α对miR210的转录调控作用;双荧光素报告酶等验证miR210对VMP1的调控作用;并在裸鼠结直肠癌皮下移植模型中验证干扰miR210对CAFs转移及结直肠癌肺转移灶形成的影响。3在裸鼠构建结直肠癌皮下移植模型,检测CAFs对转移的结直肠癌细胞定植并形成转移灶的影响。（实验流程图见下）。研究结果1 MSCs与结直肠癌细胞系共培养后可以被诱导分化为CAFs,其特征性蛋白α-SMA和FAPA表达显著上调,成骨及成脂分化能力消失。CAFs与MSCs相比,粘附能力下降,迁移和侵袭能力显著增强。在裸鼠结直肠癌皮下移植模型中,与结直肠癌细胞系HCT116共移植的MSCs能够在皮下肿瘤组织中分化为CAFs。MSCs和HCT116共移植组的裸鼠有更多的远处转移灶。裸鼠活体荧光成像和肺组织多重免疫荧光染色发现人源的CAFs可以从裸鼠原发灶中转移到远处器官,其定植的部位和转移的结直肠癌细胞相邻。2 MSCs分化为CAFs后,HIF-1α表达显著上调,抑制HIF-1α具有抑制CAFs迁移和侵袭的作用。HIF-1α可以通过与miR210的启动子区结合,调控miR210的转录。根据生物信息学分析及双荧光素报告酶的结果发现miR210可以直接作用于VMP1的3‘UTR区,调控VMP1的表达。miR210过表达或者VMP1干扰能够增强CAFs的迁移和侵袭,反之则结果相反。HIF-1α/miR210/VMP1信号通路可能具有调控CAFs迁移侵袭的功能。干扰miR210后,CAFs转移减少,同时结直肠癌转移灶的数量也显著下降,从而证实miR210通过调控CAFs转移影响结直肠癌转移。3将已经形成皮下肿瘤灶裸鼠分成4组,2组对侧肢体分别注射Matrigel胶或者CAFs混合Matrigel胶。5周后在CAFs混合Matrigel胶组注射处发现结直肠癌转移灶形成。另2组尾静脉分别注射PBS溶液或者CAFs。5周取出裸鼠肺组织检测,发现CAFs组的肺转移灶的数量显著增多,表明CAFs有促进转移的结直肠癌细胞定植并形成转移灶的作用。研究结论1结直肠癌裸鼠模型中,转移灶部分CAFs来源于原发灶2在结直肠癌中,HIF-1α/miR210/VMP1信号通路调控CAFs迁移侵袭。通过抑制miR-210表达能够抑制CAFs转移,减少结直肠癌的转移。3在裸鼠结直肠癌模型中,CAFs可能具有促进转移的结直肠癌细胞定植并形成转移灶的能力。