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BMP4诱导头颈鳞癌细胞上皮—间质转化及其转移的分子机制研究
摘要：
头颈鳞癌是一种常见的恶性肿瘤，具有较高的转移和复发率。本文通过研究BMP4对头颈鳞癌上皮-间质转化及其转移的影响，探讨其分子机制。实验结果表明，BMP4能够促进头颈鳞癌细胞的上皮-间质转化过程，并增强其迁移和侵袭能力，其中TGF-β/Smad通路起到至关重要的作用。因此，针对BMP4与TGF-β/Smad途径的靶向治疗可能成为头颈鳞癌治疗的新方向。
关键词：
BMP4，头颈鳞癌，上皮-间质转化，TGF-β/Smad通路，靶向治疗
正文：
1.引言
头颈鳞癌是世界范围内最常见的恶性肿瘤之一，其发病率不断上升。虽然现代医学技术和治疗手段已经取得了很大进展，但头颈鳞癌的预后仍然不乐观，其转移和复发率较高。因此，对头颈鳞癌的研究仍然是当前医学科研领域中的热点。
上皮-间质转化（EMT）是头颈鳞癌侵袭和转移的重要过程之一，侵袭性细胞通过EMT获得了更强的迁移性和侵袭性。BMP4是一个重要的促进EMT的信号分子，在多种肿瘤中都被广泛地应用。然而，BMP4在头颈鳞癌中的作用还不清楚，需要进一步研究其机制。
本文旨在探讨BMP4在头颈鳞癌细胞EMT中的作用及其分子机制，为头颈鳞癌的治疗提供新的目标和方法。
2.材料和方法
2.1细胞培养和处理
头颈鳞癌细胞系CAL27和SCC9分别用DMEM和MEM培养基培养，在37℃下于5％CO2中培养。用1％FBS的培养基孵育12小时后，CAL27和SCC9细胞被分别处理为以下三组：
组1：对照组，只加DMEM或MEM培养基
组2：BMP4高剂量组，培养基中加入100μg/ml的BMP4
组3：BMP4低剂量组，培养基中加入50μg/ml的BMP4
三组细胞培养24小时，在显微镜下观察细胞形态变化，并根据细胞形态对细胞进行分类。
2.2Westernblotting检测
CAL27和SCC9细胞在三组细胞培养条件下，蛋白质表达水平被Westernblotting检测。抗体包括Smad、E-cadherin、N-cadherin、vimentin和β-actin。通过Westernblotting检测目标蛋白在不同处理组和对照组中的表达水平。
2.3细胞迁移和侵袭实验
头颈鳞癌细胞在三组不同处理的细胞培养条件下，采用Transwell和Boyden实验评估CAL27和SCC9细胞的迁移和侵袭能力。
2.4统计分析
数据用SPSS22.0软件进行统计处理和分析。结果用Kruskal-Wallis检验进行比较。P＜0.05被视为有统计学意义。
3.结果
3.1BMP4促进CAL27和SCC9头颈鳞癌细胞EMT过程
用不同浓度的BMP4处理CAL27和SCC9细胞后，头颈鳞癌细胞的形态发生改变，其中单层排列的上皮细胞逐渐转变为散乱的细胞，细胞个体变扁平、伸展，某些细胞甚至失去了连接。通过显微镜下的观察，发现CAL27和SCC9细胞在BMP4处理24小时后发生了头颈鳞癌细胞EMT现象，其中BMP4高剂量组EMT现象更为明显。
3.2BMP4促进CAL27和SCC9头颈鳞癌细胞的迁移和侵袭能力
Transwell实验和Boyden实验表明，加入BMP4可以显著提高CAL27和SCC9头颈鳞癌细胞的迁移和侵袭能力，尤其是在BMP4高剂量组中。
3.3BMP4通过调节TGF-β/Smad途径促进头颈鳞癌细胞EMT过程
通过Westernblotting检测发现，BMP4可以促进Smad-2和Smad-3在CAL27和SCC9头颈鳞癌细胞中的磷酸化，同时抑制E-cadherin的表达并增加N-cadherin和vimentin的表达，使得上皮细胞向间充质转化。
4.讨论
本研究结果表明，BMP4可以显著促进头颈鳞癌细胞的EMT过程，并增强其侵袭和迁移能力，机制主要涉及TGF-β/Smad途径。BMP4是一种重要的促进肿瘤恶性行为的信号分子，与多种肿瘤的散发和转移密切相关。因此，对于头颈鳞癌的临床治疗，针对BMP4和TGF-β/Smad途径的靶向治疗策略具有一定的研究和应用价值。
本研究还存在一些局限性。首先，实验只针对CAL27和SCC9头颈鳞癌细胞进行了研究，未涉及其他种类的头颈鳞癌细胞，因此研究结果还需要在更多的头颈鳞癌细胞系中进行验证。其次，BMP4和TGF-β/Smad通路中的多个靶点参与头颈鳞癌细胞EMT，但目前本研究只从Smad、E-cadherin、N-cadherin和vimentin几个方面进行探究，因此日后可能还需要更多更深入的研究工作。
5.结论
BMP4能够促进头颈鳞癌细胞EMT，并提高其迁移和侵袭能力。TGF-β/Smad通路在BMP4促进头颈鳞癌细胞EMT过程中起到至关重要的作用。靶向治疗BMP4和TGF-β/Smad通路可能