问题的提出及研究结果

1、问题的提出及研究结果当利用器官培养方法观察癌细胞侵袭特性吋发现癌细胞伸出伪 足沿器官表面细胞之间自然间隙向器官内侵袭。这种侵袭行为是否与 癌细胞特殊的伪足结构有关?在研究丝状伪足作用时提出了癌细胞的 吞噬作用，丝状伪足粘附作用，丝状伪足内是否有特殊结构，如骨架 结构、内质网等，在加诱导分化剂作用后是否有改变;在研究癌细胞 细胞电泳率与侵袭转移关系时，形态上是否能找到相关结构;也提出 了癌细胞的骨架结构与不同转移性癌细胞之间的形态的相关性等。这 些问题在研究中都被提出和初步验证，现将研究的结果归纳和讨论如 下：1丝状伪足(filopodia)在癌细胞侵袭过程中的作用不同癌细胞表面的丝状伪足，在不

2、同培养条件下不同癌细胞表现 不尽相同：如在人鼻咽癌细胞系(cne)培养后，观察了表面的超微结 构，发现癌细胞可伸出大量丝状伪足，其结构的表现可分为i级和ii 级分叉;丝状伪足的末端呈膨隆状并具有类似的吸盘样结构，这种结 构可能在与靶细胞粘附时起主要作用;在分叉处又有膜样结构相连 接。在人食管癌细胞系(eca109)细胞表面的丝状伪足表现为呈束状， 也见二级分叉及末端膨大的结构。当用人鼻咽癌细胞与器官块进行接 触培养后，可查见癌细胞伸出分叉的丝状伪足与靶器官表面突起物紧 密抓住使癌细胞能牢固的固定于器官表面，进而藉此向器官内侵入。 类似现象也见于人肝癌细胞系(bel7402)在体外与器官接触培养

3、时， 也见到癌细胞的丝状伪足的末端分叉部位与靶细胞突起部分紧密抓 住。在人肺腺癌细胞系（ltepa2）在体外侵袭过程中，癌细胞仲出鱼 钩状丝状伪足与靶器官相连接。为了研究癌细胞的侵袭特性，将人食 管癌细胞系（eca109）或人肺腺癌细胞系（ltepa2）制成球体样结构 （简称球体）用球体与靶器官进行接触培养，两者接触4小时后球体即 可与靶器官牢固的粘附，其粘附机制之一是癌细胞的丝状伪足作用。 在与丝状伪足粘附时，其末端膨大部分可能扮演主耍角色。丝状伪足 有多种形态结构。为了观察癌细胞丝状伪足内是否有细胞器存在，用 超薄切片进行过透射电镜观察，很难找到完整的丝状伪足，既然切片 中查见丝状伪足存在

4、，也不易找到细胞器的存在，仅能在瘤细胞仲出 大的伪足（如泡状伪足）内查见核糖体及内质网，研究中曾在侵袭的癌 细胞大的伪足内查见扩张的内质网。但用整装培养细胞的技术可在转 移性癌细胞的丝状伪足内查见完整的内质网结构。当用人食管癌移植 于裸小鼠腹腔内，癌细胞侵袭小鼠腹壁肌肉组织内时，丝状伪足也起 很人作用。癌细胞在侵袭过程中，特别在侵袭早期，癌细胞与靶器官 紧密粘附时，丝状伪足可能扮演主要角色。因此癌细胞在体内侵袭过 程中丝状伪足具有重要作用。总之癌细胞的丝状伪足在侵袭过程所起 作用可归纳4个作用：1）运动作用;2）粘附作用，目前对粘附在侵袭过 程的作用比较肯定;3）营养和吞噬作用;4）支持作用。

5、2癌细胞在侵袭过程中的吞噬作用癌细胞侵袭宿主组织后，除癌细胞本身积极增殖和运动外，宿主 组织（体内实验）和靶器官（体外实验），都会受到破坏，致使正常组织 或细胞变性，坏死和消失。有的可直接被瘤细胞所吞噬。因此癌细胞 的吞噬功能在侵袭过程中也起一定的作用o关于癌细胞吞噬宿主组织 和吞噬红细胞的研究已有不少报道。在癌细胞侵袭研究中也发现癌细 胞直接吞噬现象。如将人肺腺癌细胞系(ltep-a-2)在体外侵袭实验屮 癌细胞与靶器官接触培养后，查见过癌细胞部分丝状伪足直接包裹了 圆形均质样物质，可能是癌细胞吞噬了部分靶细胞的碎片。乂如将高 转移的小鼠前胃癌细胞(fc)在同基因小鼠肾包膜下移植后5天，用扫

6、 描电镜观察，查见癌细胞表面附有红细胞，这可能为吞噬红细胞的开 始阶段。当用人食管癌细胞系(eca109)于裸小鼠腹腔内移植后，可发 生广泛的侵袭，但皮下移植后未见侵袭;曾在腹腔内移植后侵袭部位 取出的瘤组织中，在透射电镜下查见癌细胞吞噬了其它细胞，有的被 吞噬物包含三个细胞核，被吞噬的细胞性质尚难断定;有的被吞噬的 细胞已遭破坏，但在被吞噬细胞边缘留有较整齐的空隙，外围包绕双 层膜样结构;但被吞噬的细胞仍可保留残留的核及胞浆内线粒体等。这种吞噬现象己被多数实验所证实，但吞噬作用到底在侵袭过程起多 大作用，尚待深入研究。3癌细胞与靶细胞直接粘附现象癌细胞侵袭过程中，粘附机制是非常重要因素之一。

7、粘附可通过 以上所述的丝状伪足的作用，但也利用其它方式，如小鼠子宫颈癌细 胞(u27)移植于同种小鼠肌肉内，在实验中查见癌细胞边缘部位直接 与肌肉细胞粘附，并开始向深部直接侵入;当癌细胞进入血管后，也 可直接与血管内皮细胞粘附。在体外实验时也见到癌细胞一直接与靶器 官的包膜直接粘附。所谓粘附作用有两个含义，其一是癌细胞之间粘 附性即同质性粘附降低，可使癌细胞易从瘤母体分离，进而发生侵袭; 其二是癌细胞易与某些靶器官粘附即异质性粘附，主要指与内皮细 胞，基底膜和宿主实质器官细胞的粘附，这涉及到器官内微环境的特 异性和细胞基质的作用，如纤维粘连蛋白和层粘连蛋白，在粘连中的 作用。因此细胞的粘附是癌

8、细胞侵袭过程中重要环节之。4癌细胞侵袭过程电荷含量的作用问题不少学者发现瘤细胞表面电荷密度增加，使瘤细胞之间相互排 斥，而使癌细胞从母体易脱离和侵袭。一般认为侵袭力和转移潜能高 的细胞系，其细胞电泳率也增高。如小鼠前胃癌细胞系mfc,小鼠 肺腺癌细胞(la795),人鼻咽癌细胞系(cne-2z)等。研究中已从这些 母系中分离出许多亚系克隆细胞株，发现细胞电泳率高的细胞株，其 转移率高。为了找到形态上的依据，在侵袭的癌细胞中也查见了癌细 胞z间，连接不紧密，而且帘有一定的空隙，可能为一个间接证据。 如人食管癌细胞系eca-109裸小鼠体内移植后，可查见明显的癌巢形 成，无论在扫描电镜下或透射电镜

9、下均可查见癌巢内细胞z间留有一 定空隙。这些细胞之间空隙的形成是否与细胞表面电荷含量增多，产 生的相互排斥现象，尚难定论，这仅仅从形态上进行初步的推测。5癌细胞运动性与侵袭的关系癌细胞的运动性早在1863年virchow就指出癌细胞具有阿米巴 形式的运动。实验证明癌细胞侵袭过程中阿米巴样运动起主要作用。 一般认为侵袭力强的恶性细胞，其运动性或移动性也相对强。曾用多 个细胞系分离的不同转移潜能的克隆株细胞，检测了其运动性与侵 袭、转移的关系。如人鼻咽癌细胞系cne-2z的克隆株，细胞其中 l2为高转移株。l4为低转移株，结果l2的体外运动性、侵袭性均 比l4为高;小鼠肺腺癌细胞系la795的不同

10、转移率的克隆细胞株， 其转移率与侵袭力、运动性也呈正相关。说明癌细胞运动性与癌细胞 的侵袭力和转移力密切相关。从形态上也查见癌细胞运动性与侵袭的 关系，如上面所提到丝状伪足作用中，其功能之一是运动性，在光镜 下也查见癌细胞沿着两个止常细胞之间口然间隙向器官内侵袭;在人 肝癌细胞系bel-7402体外侵袭研究屮，扫描电镜观察发现一个癌细 胞一端向两个止常细胞之间侵入的现象。当小鼠前胃癌细胞fc在体 内侵袭实验中查见一个癌细胞穿过两个细胞间隙吋，正处于运动状 态，呈哑铃状结构，在体内侵袭实验中也查见癌细胞直接侵入靶组织 现象。因此无论从癌细胞运动功能或形态学上的观察，均可证实癌细 胞侵袭过程，其运

11、动性具有重要作用。6 转移性癌细胞与非癌细胞内骨架的特征细胞骨架是位于细胞核和细胞膜内侧面的一种纤维状蛋口基质， 这些纤维状蛋白结构在细胞内呈网状、束状或带状不同形态。由微管 (microtubule),微丝(microfilament)及中间纤维(intermediatefiber)组成 细胞内骨架系统。通过对该系统的生化和形态研究表明，细胞骨架系 统是维持细胞形态和细胞运动的物质基础，也是与细胞生长和分化有 关的信号传递系统的主要组成部分。同时也表明正常细胞与肿瘤细胞 之间的骨架系统有明显差异。研究中用整装培养细胞骨架生化法抽提 的样品，观察了正常细胞和转移性癌细胞骨架的变化特点。正常细胞

12、 以人胚肺成纤维细胞2bs和非洲绿恒河猿肾上皮细胞系cv1为代表; 侵袭转移性癌细胞以人鼻咽癌细胞系cne-2z的克隆细胞株，l2为 高侵袭高转移株，h2为屮侵袭细胞株，l4为低侵袭和低转移细胞株 为代表。结果2bs细胞其骨架系统发达，应力纤维较多，呈粗状而 直的纤维束相互平行排列与细胞纵轴和伸展方向一致。cv-1细胞内 应力纤维束虽不多见，但富含管状和弯而细长的纤维，遍布细胞核周 围及胞浆其它部位，与微丝、微管和中间纤维共同组成胞浆内丰富的 骨架网络。人鼻咽癌细胞cne-2z及其l2, h2和l4克隆细胞株的 胞浆内骨架结构呈稀疏排列，骨架纤维短且细碎状，相互交联呈细筛 网状，排列无极向，少见应力纤维。由此可见正常细胞与癌细胞胞浆 内骨架系统互相比较有明显不同，癌细胞内骨架呈发育不良状态。特 别应力纤维发育不良，甚至缺失，可能是癌细胞恶性行为的形态基础 之一。7癌细胞在不同部位和施加某种因素条件下超微结构的变化如将人食管癌细胞系eca-109移植于裸小鼠的腹腔后，癌细胞侵 入腹壁肌肉组织后，叮受到肌肉组织的包绕，使癌细胞呈巢状。进而 癌细胞继续增殖突破肌肉的包绕向周围侵袭，致使肌肉细胞萎缩和消 失，最终由癌细胞所取代。另外在不同外界因素或加一定药物后，可 使细胞表面结构发生明显变化。例如：人鼻咽癌细胞，为转移性癌细 胞，在扫描电镜下