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目的:“间质-上皮相互作用”在前列腺的生理和病理过程中发挥着重要的作用。迄今为止,大部分关于“间质一上皮相互作用”的研究主要集中在间质细胞对上皮细胞的作用,主要是雄激素如何通过调节间质细胞分泌生长因子影响前列腺上皮细胞的增殖和分化。本文主要研究上皮细胞的旁分泌在前列腺间质增生病理改变中的作用,包括雌激素如何通过调节上皮细胞分泌生长因子影响前列腺间质细胞的增殖、分化和胞外基质的蓄积。
在老年男性中,随着年龄的增长,血浆和前列腺组织中雌/雄激素比例明显增加。由于男性体内的雌二醇主要来源于睾酮的芳香化,论文第一部分用不同类型前列腺上皮细胞系的条件培养液刺激前列腺间质细胞,研究前列腺上皮细胞对间质细胞中芳香化酶的调节机制;第二部分进一步研究了雌二醇通过调节前列腺上皮细胞分泌的生长因子导致间质细胞病理改变的分子机制。
方法:论文第一部分,添加1/3不同类型前列腺上皮细胞系BPH-1、LNCap、DU-145和PC3的条件培养液(CM)处理间质细胞,用实时定量PT-PCR和Western印记法检测间质细胞中芳香化酶mRNA和蛋白的表达水平;用煮沸使蛋白变性和氯仿萃取等方法初步分析前列腺上皮细胞系的条件培养液中对芳香化酶表达有促进作用可能的活性因子。用添加环氧合酶2(COX-2)特异性抑制剂的培养液处理BPH-1,并收集CM,检测其对间质细胞芳香化酶表达的影响。
论文第二部分,用不同浓度雌二醇(E2)的处理BPH-1,收集CM培养人前列腺间质细胞,研究其对间质细胞增殖、分化和细胞外基质蓄积的影响。用MTT法检测间质细胞的增殖;用实时定量RT-PCR检测细胞中smoothelin、纤维粘连蛋白(FN)、Ⅳ型胶原(COL Ⅳ)、TGFβ1及其受体TGFβⅠ型,Ⅱ型受体mRNA的表达;用Western blotting检测间质细胞平滑肌肌球蛋白重链(SM-MHC)的表达;用放射性免疫法和ELISA分别检测COLⅣ、FN和TGFβ1的蛋白水平。用TGFβ1中和抗体预先中和BPH-1 CM,研究其对前列腺间质细胞增殖、分化和胞外基质蓄积影响的分子机制。
结果:第一部分,良性前列腺增生上皮细胞系BPH-1的条件培养液能促进前列腺间质细胞芳香化酶mRNA和蛋白的表达,但前列腺癌细胞系PC3、DU-145、22RV1对芳香化酶的表达没有影响;经过煮沸和氯仿萃取处理后的BPH-1条件培养液仍然对间质细胞的芳香化酶有促表达作用。经添加COX-2的特异性抑制剂尼美舒利和NS-398培养液处理的BPH-1细胞,其条件培养液失去了对芳香化酶的促表达作用;前列腺素E2可明显的诱导间质细胞芳香化酶的表达。第二部分,用E2刺激的BPH-1 CM能促进间质细胞的增殖;E2还可直接刺激平滑肌细胞富集的前列腺间质细胞的增殖,而对于成纤维细胞富集的间质细胞的增殖没有明显的刺激作用。
BPH-1 CM能明显上调平滑肌细胞特异蛋白(smoothelin和SM-MHC)的表达,而经E2刺激的BPH-1的CM可以使这种上调作用更加明显。在体外培养的间质细胞中,E2和睾酮(T)能明显刺激TGFβ1基因和蛋白的表达水平,雌激素受体抑制剂ICI 182.780和芳香化酶抑制剂可分别抑制E2和T对TGFβ1表达的促进作用;DHT对TGFβ1基因的表达没有影响。TGFβ1可明显促进 smoothelin的表达;TGFβ1中和抗体能抑制雌二醇对smoothelin的促表达作用。
用有或无E2刺激的BPH-1的CM处理间质细胞,COL ⅣmRNA和蛋白的表达明显上升,培养液上清和细胞裂解液中COL Ⅳ蛋白的浓度分别上升了约4倍和1.5倍,而FN的表达没有明显的变化;E2可直接剂量依赖的下调前列腺间质细胞中MMP-2基因和蛋白水平的表达,而对TIMP-1,-2基因的表达没有显著性影响。
E2能够上调BPH-1中TGF β1的表达和分泌,而且BPH-1 CM能促进间质细胞TGFβ1和TGFβⅠ型受体的表达;在BPH-1的CM中加入TGFβ1中和抗体,可以阻断其对间质细胞COL Ⅳ和SM-MHC表达的促进作用。
结论:前列腺增生组织的上皮细胞通过分泌前列腺素E2促进间质细胞芳香化酶的表达,这可能是导致老年男性前列腺间质中雌激素水平上升的原因之一。BPH-1可通过分泌TGFβ1促进间质细胞的分化和胞外基质的蓄积;雌二醇可通过上调BPH-1 TGFβ1的分泌进一步促进间质细胞的分化;雌二醇还可通过调节BPH-1分泌的某种活性因子促进间质细胞的增殖。