S100A9-RAGE/TLR4信号轴调控非小细胞肺癌脑转移和内皮黏附的作用

摘要

目的 探究非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）来源S100A9调控侵袭转移及激活转移土壤脑微血管内皮的机制。方法 使用R语言提取TCGA数据库RNAseq数据，采用配对样本T检验，分析S100A9在NSCLC组织和正常肺组织中的表达，用ggplot2包进行可视化；用survival包进行比例风险假设检验和拟合生存回归，比较S100A9高/低表达组之间的预后情况，用survminer包和ggplot2包进行可视化。RTqPCR、Western Blot检测S100A9在NSCLC细胞系（A549、NCI-H1299）和正常肺上皮细胞（BEAS-2B）中的表达差异，利用A549细胞与人脑微血管内皮细胞（hCMEC/D3）共培养构建血瘤屏障BTB模型，并构建siS100A9敲低的A549细胞株，划痕愈合、Transwell实验检测不同处理组A549细胞的迁移、侵袭能力变化，CCK-8、流式细胞术检测不同浓度S100A9处理HCMEC/D3细胞后的增殖活性和对细胞周期的影响，RT-qPCR、Western Blot检测不同浓度S100A9处理hCMEC/D3细胞后对土壤传感器受体RAGE、TLR4和肿瘤跨内皮迁移相关黏附分子ICAM-1、VCAM-1、ALCAM的表达变化，并通过CCK-8、RT-qPCR、Western Blot检测FPS-ZM1、TAK242预阻滞RAGE、TLR4通路后，对不同浓度S100A9刺激下hCMEC/D3细胞的增殖活性和黏附分子表达的回复情况。结果 TCGA数据库RNAseq数据挖掘与分析显示，肺癌组织样本中S100A9表达显著高于正常肺组织样本（P=0.03）,Kaplan-Meier生存曲线图显示，S100A9高表达组的生存概率低于S100A9低表达组，提示S100A9高表达与患者更差的总体生存期显著相关[HR=1.46(1.10～1.95),P=0.01]。在细胞实验中，S100A9在NSCLC细胞系中高表达（P<0.05），敲低S100A9能抑制A549细胞的迁移和侵袭（P<0.05），敲低组在6、12、24、36、48 h的平均迁移抑制率为80.61%、75.70%、73.78%、69.54%、56.96%，平均侵袭抑制率为57.38%(48 h)，同时S100A9靶向正调控BTB模型中hCMEC/D3细胞的增殖活性和细胞周期（P<0.05）。在机制上，S100A9通过土壤传感器受体RAGE、TLR4促进A549与hCMEC/D3交互通讯，上调hCMEC/D3细胞的ICAM-1、VCAM-1、ALCAM表达（P<0.05），回复实验证实S100A9-RAGE/TLR4调控轴能够影响肺癌脑转移的内皮黏附过程（P<0.05）。结论 S100A9-RAGE/TLR4与肺癌脑转移进展有关，敲低S100A9能抑制肺癌细胞的侵袭转移，阻滞下游土壤传感器受体RAGE、TLR4能减弱脑微血管内皮的增殖生长，并抑制肺癌细胞与脑微血管内皮之间形成预转移黏附微环境。

关键词

S100A9 / 非小细胞肺癌 / 脑转移 / 脑微血管内皮细胞BMECs