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骨肉瘤是一种常见的骨原发恶性肿瘤,好发于儿童和青少年。目前,对骨肉瘤的治疗主要是外科手术与辅助化疗相结合,但由于易发生复发、转移及化疗抵抗,近年来骨肉瘤患者的5年生存率并没有明显改善。骨肉瘤干细胞(Osteosarcoma stem cell,OSC)可能通过自我更新及分化在骨肉瘤的复发、转移及化疗抵抗中扮演了重要角色。因此,为了提高骨肉瘤患者的治疗效果及生存率,亟需我们进一步探索骨肉瘤的发生、发展机制,寻找新的靶向治疗药物。 Notch通路是一个进化上高度保守的信号通路。有研究表明,其与肿瘤细胞增殖、凋亡、干/祖细胞自我更新和血管生成等密切相关。据报道,在哺乳动物中已发现 4 种Notch受体(Notch1-4)和 5 种配体(Jagged1、Jagged2 和 DLL1、3、4)。由于 Notch受体和配体类型较多,加之环境及肿瘤类型不同,在不同肿瘤中Notch可能发挥促癌或抑癌的作用。Notch3是Notch受体家族之一,近年来有研究表明其与乳腺癌、肝癌、非小细胞肺癌、卵巢癌等多种肿瘤的发生发展密切相关。虽然,有报道在骨肉瘤中也存在Notch通路关键分子的上调,但大多集中在Notch1。而在前期研究中,我们课题组发现Notch3在骨肉瘤临床组织标本中也存在高表达,但关于Notch3在骨肉瘤及干细胞中的作用及机制并不清楚。因此,本研究我们通过Real-time PCR和Western blot方法检测Notch3 在骨肉瘤细胞系和干细胞中的表达情况,并利用 siRNA 或慢病毒载体转染敲低Notch3在骨肉瘤细胞中的表达,通过CCK8、Transwell、划痕实验、流式细胞术、成球培养等实验方法,进一步研究 Notch3 敲低对骨肉瘤细胞增殖、凋亡、侵袭、迁移等生物学行为和干性的影响。 主要实验结果及结论如下: 一、Notch3在不同级别骨肉瘤细胞株MG63、Saos2、U2OS中均呈阳性表达,且表达量的高低与骨肉瘤细胞的恶性程度相关(P<0.05),说明Notch3可能参与了骨肉瘤的发生发展过程。 二、利用siRNA敲低Notch3表达后,骨肉瘤细胞U2OS的增殖能力和侵袭、迁移能力受到抑制,而凋亡率增加(P<0.05)。说明Notch3能影响骨肉瘤细胞的生物学行为。 三、Notch3表达可影响骨肉瘤细胞的干性表型 1.我们通过悬浮成球培养建立了骨肉瘤干细胞球(OSC)模型 采用Real-time PCR和Western blot方法检测发现(MTH、Saos2)骨肉瘤细胞球中干性相关基因Nanog、Oct4、Sox2表达比相应的贴壁细胞明显升高,且在OSC球中Notch3表达明显上调(P<0.05)。 2.敲低Notch3表达可抑制骨肉瘤细胞的体外成球能力 通过慢病毒载体转染敲低骨肉瘤细胞(MTH、Saos2)中Notch3表达后,骨肉瘤细胞的体外成球能力及成球体积均明显降低(P<0.05)。 3.敲低Notch3表达可抑制骨肉瘤细胞的干性相关基因表达 在MTH、Saos2细胞中敲低Notch3表达后,干性相关基因Nanog、Oct4、Sox2的mRNA及蛋白表达水平较对照组均明显降低(P<0.05)。