研究背景及目的大肠癌是常见的消化系统恶性肿瘤，其发病率呈逐年上升的趋势。远处转移是导致大肠癌患者死亡最主要的原因之一，其中肝脏是远处转移的主要靶器官，大约20%~25%的大肠癌患者在原发肿瘤检出的同时已并发有肝转移；即使是根治术后，亦有8%~30%的患者将出现肝转移，8%~10%的患者出现肺转移，因此早期发现和防治远处转移是提高大肠癌患者生存率的关键因素之一。研究表明，肿瘤的转移是一个多步骤发生、多因素参与、多环节调控的复杂过程，目前虽然关于肿瘤转移的研究在逐渐深入，但对肿瘤转移的确切分子机制仍然不甚清楚，尤其是肿瘤的器官特异性定向转移，即归巢性转移的机理和调控仍然是研究的热点和难点。2005年Kaplan等首次报道了VEGFR1阳性造血祖细胞（VEGFR1~+Hematopoietic Progenitor Cell,VEGFR1~+HPC）即VEGFR1~+CD133~+双阳性细胞簇，在肿瘤的定向转移中起着重要的作用。研究表明，在肿瘤转移发生前，VEGFR1~+HPC先于肿瘤细胞到达预转移部位，改变靶器官的微环境以适应肿瘤细胞的生长，并进一步通过特定的配体-受体结合引导肿瘤细胞到达靶器官形成转移灶。本文通过观察VEGFR1~+HPC在人大肠癌组织及转移灶中的分布表达，探讨VEGFR1~+HPC与大肠癌转移的关系；进一步，建立大肠癌细胞移植肝转移动物模型，动态观察在转移发生过程中肿瘤组织、肝脏、及骨髓中VEGFR1~+HPC的含量变化，探讨VEGFR1~+HPC在大肠癌定向肝转移中的作用。方法1.临床研究：选择四川省肿瘤医院2006年~2011年收治的大肠癌并发肝转移行同期或分期切除且保存完整的手术标本37例，以及非肿瘤性肠段切除患者6例作为研究对象，应用免疫组织化学染色检测VEGFR1、CD133在大肠癌及转移淋巴结、无转移淋巴结、肝脏转移灶和非肿瘤性淋巴结中的表达分布情况，以同蜡块的癌旁组织作为对照。2.动物实验：首先采用人结肠癌细胞HCT-116肿瘤组织行盲肠原位瘤块包埋法构建大肠癌原位移植肝转移模型；在该模型的基础上，分别于瘤块接种前及接种后2周、4周、6周、8周处死小鼠，以免疫组化学染色法检测肿瘤组织及肝转移灶(或肝组织)中VEGFR1、CD133的表达，应用流式细胞术定量检测肝脏、及骨髓中VEGFR1~+HPC（即VEGFR1~+CD133~+双阳性细胞）的含量变化。结果1.在大肠癌组织、癌旁组织中均可发现VEGFR1~+HPC细胞簇，且大肠癌组织阳性率明显高于癌旁组织(P <0.05)；在肝脏转移组织中，VEGFR1~+HPC呈高表达，阳性率也显著高于癌旁组织(P <0.05)；在6例非肿瘤性淋巴结中未见VEGFR1~+HPC细胞，而在大肠癌转移淋巴结、无转移淋巴结中均可发现VEGFR1~+HPC阳性细胞簇，主要位于淋巴结边缘的被膜下、边缘窦附近。转移淋巴结多呈片状的强阳性或阳性表达，而非转移淋巴结多呈散在的点状、灶状阳性或弱阳性分布，且转移淋巴结组阳性率高于非转移组(P <0.05)。2. HCT-116人结肠癌细胞瘤块盲肠原位移植后2周、4周、6周、8周处死裸鼠后解剖发现，盲肠部位均有肿瘤形成，直径1~3.5cm大小不等，缘肠管呈侵润性生长。在种植后2周、4周，未发现有肝、肺、脾等处转移病灶形成；种植后第6周，开始出现肝转移，部分有还同时伴有肺转移、脾脏转移、或腹腔转移。3.动物模型中免疫组化检测显示，在瘤块接种前裸鼠肝脏没有VEGFR1~+HPC细胞簇；在接种后2周、4周肝转移灶形成前，肝脏就可见少量VEGFR1~+HPC细胞簇出现，呈点状、灶状分布，主要分布于汇管区附近；在接种后6周、8周出现肝脏、脾脏、肺脏等处转移时，VEGFR1~+HPC细胞较前明显增多，呈片状分布，主要位于转移灶、癌旁组织、肝脏汇管区等处。4.流式细胞术检测显示，在瘤块接种前、接种后2周、4周、6周、8周，肝脏、骨髓中VEGFR1~+HPC细胞数目均逐次递增，组间统计有显著差异（P <0.05）。结论1.在大肠癌原发灶及肝脏转移灶中VEGFR1~+HPC表达明显高于癌旁组织；转移淋巴结及非转移淋巴结中均可见VEGFR1~+HPC表达，但转移淋巴结VEGFR1~+HPC细胞簇含量明显增加，且主要分布于淋巴结边缘的被膜下、边缘窦附近，与肿瘤常见转移部位一致；提示在发生淋巴结转移前，VEGFR1~+HPC已经在预转移灶部位聚集。2.利用HCT-116人结肠癌细胞瘤块盲肠原位移植的方法符合大肠癌细胞生物学特性，模拟了临床大肠癌转移的自然过程，成瘤效果稳定，转移率高，并且转移部位与大肠癌常见的转移部位基本一致，是比较理想的大肠癌转移模型。3.动物模型显示在肝转移灶形成前，VEGFR1~+HPC就在肝脏提前聚集，随着转移的进展，其数量也逐渐增加，提示VEGFR1~+HPC在大肠癌肝脏转移中可能起着定向和引导的作用。4.动物实验同时表明，随着转移的发生和进展，骨髓中VEGFR1~+HPC数量也呈增加趋势，与肝脏VEGFR1~+HPC变化一致，提示聚集于肝脏的VEGFR1~+HPC来源于骨髓VEGFR1~+HPC的动员。