การแพร่กระจายของเซลล์มะเร็งเป็นขั้นตอนสำคัญของการดำเนินโรคมะเร็ง เชื่อว่าการก่อเกิดความสามารถ ในการรุกล้ำและแพร่กระจายของเซลล์มะเร็งนั้น ได้รับการสนับสนุนจาก homeostatic factor ภายในร่างกายเอง ซึ่ง รวมถึงสารหลั่ง growth factor และคีโมคายน์ (chemokines) การศึกษาที่ผ่านมาพบว่า ระบบสารหลั่งและตัวรับ ligand/receptor ในระบบคีโมคายน์ CXCL12/CXCR4 และระบบ insulin-like growth factor-I/ insulin-like growth factor-1 receptor (IGF-I/IGF-1R) มีความสำคัญอย่างมากในกระบวนการแพร่กระจายของมะเร็งเต้านม การศึกษาที่ ผ่านมาคณะผู้วิจัยพบว่า สารหลั่ง IGF-I สามารถกระตุ้นข้าม (transactivation) สู่ระบบสัญญานของตัวรับ CXCR4 ซึ่งมี ได้มีส่วนร่วมในการกระตุ้นสัญญาณภายในเซลล์ที่นำไปสู่เคลื่อนที่ (migration) ของเซลล์มะเร็งเต้านมชนิดแพร่กระจาย MDA-MB-231 การศึกษาครั้งนี้จึงได้ศึกษาต่อเนื่องถึงระยะการลดการทำงาน (downregulation) ของตัวรับทั้งสอง ภายหลังการกระตุ้นโดย IGF-I เป็นเวลานาน ผลการวิเคราะห์โดยโฟลไซโตเมทรี พบว่าการกระตุ้นเซลล์ MDA-MB- 231 เป็นเวลานาน นำไปสู่การเคลื่อนตัวเข้าสู่ภายในเซลล์ร่วมกัน (co-internalization) ของตัวรับ CXCR4 และ IGF-1R และการกระตุ้นโดย IGF-I นี้ยังทำให้เกิดการสลายตัว (degradation) เฉพาะตัวรับ IGF-1R แต่ไม่พบการสลายตัวของ CXCR4 โดยการกระตุ้นเซลล์ด้วย IGF-I นั้นทำให้ตัวรับ CXCR4 มีปริมาณบนผิวเซลล์ลดลง จนทำให้ผลการทำงาน ของโมเลกุล CXCR4 ลดลง ทั้งนี้วัดจากปรากฏการณ์ calcium mobilization ที่เกิดขึ้นจากการกระตุ้นเซลล์ด้วย CXCL12 มีระดับลดลง การศึกษาครั้งนี้พบว่า การเคลื่อนตัวเข้าสู่ภายในเซลล์ และการสลายตัวของโมเลกุล CXCR4 และ IGF-1R ถูกควบคุมโดยระบบสัญญานภายในเซลล์ ได้แก่ ระบบ G-proteins, MAPKs และ PI3Ks และถึงแม้ว่า การกระตุ้นเซลล์โดย IGF-I จะมีผลต่อการแสดงออกและการทำงานของโมเลกุล CXCR4 แต่ผลการศึกษาครั้งนี้กลับชี้ ว่า CXCR4 ไม่มีความเกี่ยวข้องกับการสลายตัวของโมเลกุล IGF-1R จากการกระตุ้นด้วย IGF-I ในการศึกษาครั้งนี้ยัง ได้ทดสอบคุณสมบัติพื้นฐานของเซลล์มะเร็งเต้านม MDA-MB-231 เปรียบเทียบกับเซลล์ MCF-7 โดยเฉพาะ ความสามารถในการต่อต้านการตายแบบ Anoikis ผลการทดลองพบว่าเซลล์มะเร็งชนิดแพร่กระจาย MDA-MB-231 มี ความสามารถในการอยู่รอดในสภาวะที่สูญเสียการเกาะติดในระดับที่สูงกว่าเซลล์มะเร็งแบบไม่แพร่กระจาย MCF-7 เมื่อนำไปวิเคราะห์โดยวิธีโปรติโอมิกส์ ก็พบว่าในเซลล์สองชนิดนี้ มีการแสดงออกของชุดโปรตีนที่แตกต่างกันในสภาวะ ที่สูญเสียการเกาะติด ซึ่งอาจเป็นผลให้เซลล์ทั้งสองชนิดสามารถอยู่รอดในสภาวะนี้ได้ในระดับที่แตกต่างกัน ข้อมูล เบื้องต้นนี้ยังเป็นพื้นฐานของการศึกษาถึงความสำคัญของปฏิสัมพันธ์ CXCR4/IGF-1R ในการดื้อต่อสภาวะ anoikis (anoikis resistance) ของเซลล์มะเร็งชนิดแพร่กระจายต่อไป ข้อมูลทั้งหมดในการศึกษาครั้งนี้จะเพิ่มความรู้ความเข้าใจ ในบทบาทของเครือข่ายสารหลั่งคีโมคายน์กับ growth factor ในการแพร่กระจายของเซลล์มะเร็งเต้านม Metastasis and invasion is the critical steps of cancer progression. The establishment of metastatic and invasive potential of cancer cells has been known to be involved by various homeostatic factors including growth factors and chemokines. The expression and function of the chemokine G-protein-coupled receptor (GPCR), CXCR4 and insulin-like growth factor 1 tyrosine kinase receptor, IGF-1R, have a great impact on the metastatic potential of breast cancer cells. Our previous study has demonstrated the transactivation of CXCR4 by IGF-I/IGF-1R in the highly metastatic MDA-MB-231 cells. In the present study, the downregulation process of the two receptors in such cells was further investigated. Flow cytometric analysis demonstrated that prolonged stimulation of MDA-MB-231 cells with IGF-I leads to co-internalization of CXCR4 and IGF-1R and Western blot analysis showed that the stimulation of IGF-I results in the degradation of IGF-1R, but not CXCR4 receptor. Moreover, incubation of the cells with IGF-I resulted in a significant decrease in the level of calcium mobilization in response to CXCL12, indicating the reduction of CXCR4 activity. The internalization and degradation of CXCR4 and IGF-1R appear to be controlled by different intracellular signaling systems including G-proteins, MAPK and PI3K. The results from this study indicated that even though IGF-I/IGF-1R regulates CXCR4 expression and function, the degradation of IGF-1R by IGF-I appears to be independent of CXCR4. In addition, MDA-MB-231 and MCF-7 cells have also been characterized in terms of their anoikis resistance, one of important malignant phenotypes. It was demonstrated that the highly metastatic MDA-MB-231 cells have significant higher survival ability than MCF-7 cells in a loss of attachment to the surface. Proteomic analysis revealed that the two cell lines expressed different sets of protein profile in response to a loss of attachment to the surface, consistent with the different survival ability observed. The data support that the two breast cancer cell lines could be used in a study for roles of the CXCR4/IGF-1R cross-talk in anoikis resistance of metastatic breast cancer cells. The findings in this study provide more understanding in the implication of a network of chemokines and growth factors in the establishment of metastatic and invasive potential of breast carcinoma.