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目的:
结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤,其发病率和死亡率仍呈增高趋势。中国国家癌症中心2015年的统计数据显示,我国结肠癌发病率、死亡率在全部恶性肿瘤中均排在前5位。临床研究表明,结肠癌的发生与发展涉及多种基因,其中,腺瘤息肉病基因(adenomatous polyposis coli,APC)的突变率约占85%,其突变可导致结直肠腺瘤的发生与发展,而大多数结直肠癌又源自于结直肠腺瘤的形成与发展。
干扰素调节因子3(Interferon regulatory factor3,IRF3)是干扰素调节因子家族的重要成员之一,具有免疫调节、抗病毒、抗炎和抗肿瘤等多种生物学功能。一项关于干扰素调节因子与结肠癌和直肠癌发病率的研究指出,IFNγ、IRF2和IRF33个基因中的5个标记单核苷酸多态性(single-nucleotide polymor-phism,SNP)与结肠癌的发病率相关,并且指出IRF3的风险增加最强。并且,近年来,人们在多种肿瘤中检测到IRF3的高表达,并开始关注IRF3基因改变的相关影响。比如:IRF3缺失可导致角膜感染Ⅰ型单纯疱疹病毒发病率升高;导致视网膜厚度降低以及破坏视网膜突触的完整性等,但这些研究多集中在炎症和免疫调节方面,关于IRF3与癌症发生发展和预后相关的报道较少,因此本课题围绕IRF3与结肠癌发生发展及其相关机制展开。
方法:
1、免疫组化方法检测人结肠癌和癌旁组织中IRF3和p-IRF3的表达水平。以“染色强度评分”和“染色阳性率”的乘积作为免疫组化的总评分,进而量化分析IRF3和p-IRF3的表达差异。
2、从年龄、性别、病理分级、最大肿瘤直径、T分期、N分期、M分期和TNM分期8个方面对75例临床病例进行分组,采用免疫组化方法进行检测,进而分析IRF3和p-IRF3表达水平与结肠癌患者临床病理的相关性。
3、从TCGA数据库中选取了597例数据,按照IRF3表达水平分为高表达(286例)和低表达(311例)两组,绘制Kaplan-Meier曲线,进而分析IRF3表达水平与结肠癌患者的生存时间的关系。
4、建立APCMin/+IRF3+/-小鼠模型。通过繁育方式得到子代双基因缺陷的APCMin/+IRF3+/-小鼠模型。具体繁育方法为:利用雄性APCMin/+小鼠与雌性IRF3-/-小鼠交配,通过剪尾法提取子代小鼠尾尖全DNA,qPCR扩增目的基因序列,筛选获得子代APCMin/+IRF3+/-小鼠。
5、分析IRF3基因缺陷对APCMin/+小鼠肠道肿瘤生长的影响。我们建立了APC基因突变诱导的小鼠肠道肿瘤,并结合H.E.染色法分析IRF3基因缺陷对APCMin/+小鼠肠道肿瘤的数目与大小。
6、分析IRF3基因缺陷抑制APCMin/+小鼠肠道肿瘤生长的机制。采用Western blot方法检测IRF3和p-IRF3蛋白表达水平,采用免疫组化法检测Bax、Bcl-2、p-p38MAPK和c-Myc的表达水平。
结果:
1、IRF3在癌组织中的表达水平高于癌旁组织,且其表达水平与患者的病理分级和最大肿瘤直径相关,但与患者年龄、性别、T分期、病理类型、N分期、M分期以及TNM分期无显著相关性。
2、p-IRF3在细胞质和细胞核中均有表达,且在癌组织中的表达水平高于癌旁组织。细胞质中p-IRF3的表达水平仅与患者病理分级密切相关,与患者年龄、性别、最大肿瘤直径、T分期、病理类型、N分期、M分期以及TNM分期无显著相关性。细胞核中p-IRF3的表达与年龄、性别和病理分级相关,但与肿瘤最大直径、T分期、病理类型、N分期、M分期以及TNM分期无密切关系。
3、在病理分级的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级中,IRF3和p-IRF3在Ⅱ级中高表达,且明显高于Ⅰ级和Ⅲ级。
4、从TCGA数据库中选取的597例病例的统计结果表明,IRF3低表达的患者的生存时间高于IRF3高表达的患者。
5、IRF3基因缺陷可通过减少APCMin/+小鼠肠道腺瘤的数目与大小,进而抑制腺瘤的发生与发展。
6、IRF3基因缺陷可降低APCMin/+小鼠中IRF3和p-IRF3蛋白表达水平。
7、IRF3基因缺陷可促进APCMin/+小鼠肠道腺瘤的细胞凋亡。
8、IRF3基因缺陷可促进p38MAPK/c-Myc信号通路的激活。
结论:
IRF3在人结肠癌组织中的表达水平高于癌旁组织,且与患者的病理分级和最大肿瘤直径密切相关。p-IRF3在癌组织中的表达水平高于癌旁组织,细胞质中p-IRF3仅与患者病理分级相关,细胞核中p-IRF3与患者病理分级、年龄和性别均有一定联系。在病理分级中,IRF3和p-IRF3在Ⅱ级中的表达水平明显高于Ⅰ级和Ⅲ级中的表达水平。在APC基因突变诱导的小鼠结直肠癌模型中,IRF3基因缺陷可减少肠道肿瘤的数目与大小,缓解肠道腺瘤的发生发展,其机制可能与IRF3和p-IRF3的表达水平降低、细胞凋亡相关因子Bax/Bcl-2比例升高以及p38MAPK/c-Myc信号通路的激活有关。
创新点:
本课题主要有以下两点创新点:第一,我们初步判定IRF3具有癌基因特性,并且是结肠癌生长的正调控因子;第二,IRF3表达水平与结肠肿瘤病理分级密切相关,且IRF3基因缺陷可以抑制APC突变背景下的肠道肿瘤生长。
结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤,其发病率和死亡率仍呈增高趋势。中国国家癌症中心2015年的统计数据显示,我国结肠癌发病率、死亡率在全部恶性肿瘤中均排在前5位。临床研究表明,结肠癌的发生与发展涉及多种基因,其中,腺瘤息肉病基因(adenomatous polyposis coli,APC)的突变率约占85%,其突变可导致结直肠腺瘤的发生与发展,而大多数结直肠癌又源自于结直肠腺瘤的形成与发展。
干扰素调节因子3(Interferon regulatory factor3,IRF3)是干扰素调节因子家族的重要成员之一,具有免疫调节、抗病毒、抗炎和抗肿瘤等多种生物学功能。一项关于干扰素调节因子与结肠癌和直肠癌发病率的研究指出,IFNγ、IRF2和IRF33个基因中的5个标记单核苷酸多态性(single-nucleotide polymor-phism,SNP)与结肠癌的发病率相关,并且指出IRF3的风险增加最强。并且,近年来,人们在多种肿瘤中检测到IRF3的高表达,并开始关注IRF3基因改变的相关影响。比如:IRF3缺失可导致角膜感染Ⅰ型单纯疱疹病毒发病率升高;导致视网膜厚度降低以及破坏视网膜突触的完整性等,但这些研究多集中在炎症和免疫调节方面,关于IRF3与癌症发生发展和预后相关的报道较少,因此本课题围绕IRF3与结肠癌发生发展及其相关机制展开。
方法:
1、免疫组化方法检测人结肠癌和癌旁组织中IRF3和p-IRF3的表达水平。以“染色强度评分”和“染色阳性率”的乘积作为免疫组化的总评分,进而量化分析IRF3和p-IRF3的表达差异。
2、从年龄、性别、病理分级、最大肿瘤直径、T分期、N分期、M分期和TNM分期8个方面对75例临床病例进行分组,采用免疫组化方法进行检测,进而分析IRF3和p-IRF3表达水平与结肠癌患者临床病理的相关性。
3、从TCGA数据库中选取了597例数据,按照IRF3表达水平分为高表达(286例)和低表达(311例)两组,绘制Kaplan-Meier曲线,进而分析IRF3表达水平与结肠癌患者的生存时间的关系。
4、建立APCMin/+IRF3+/-小鼠模型。通过繁育方式得到子代双基因缺陷的APCMin/+IRF3+/-小鼠模型。具体繁育方法为:利用雄性APCMin/+小鼠与雌性IRF3-/-小鼠交配,通过剪尾法提取子代小鼠尾尖全DNA,qPCR扩增目的基因序列,筛选获得子代APCMin/+IRF3+/-小鼠。
5、分析IRF3基因缺陷对APCMin/+小鼠肠道肿瘤生长的影响。我们建立了APC基因突变诱导的小鼠肠道肿瘤,并结合H.E.染色法分析IRF3基因缺陷对APCMin/+小鼠肠道肿瘤的数目与大小。
6、分析IRF3基因缺陷抑制APCMin/+小鼠肠道肿瘤生长的机制。采用Western blot方法检测IRF3和p-IRF3蛋白表达水平,采用免疫组化法检测Bax、Bcl-2、p-p38MAPK和c-Myc的表达水平。
结果:
1、IRF3在癌组织中的表达水平高于癌旁组织,且其表达水平与患者的病理分级和最大肿瘤直径相关,但与患者年龄、性别、T分期、病理类型、N分期、M分期以及TNM分期无显著相关性。
2、p-IRF3在细胞质和细胞核中均有表达,且在癌组织中的表达水平高于癌旁组织。细胞质中p-IRF3的表达水平仅与患者病理分级密切相关,与患者年龄、性别、最大肿瘤直径、T分期、病理类型、N分期、M分期以及TNM分期无显著相关性。细胞核中p-IRF3的表达与年龄、性别和病理分级相关,但与肿瘤最大直径、T分期、病理类型、N分期、M分期以及TNM分期无密切关系。
3、在病理分级的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级中,IRF3和p-IRF3在Ⅱ级中高表达,且明显高于Ⅰ级和Ⅲ级。
4、从TCGA数据库中选取的597例病例的统计结果表明,IRF3低表达的患者的生存时间高于IRF3高表达的患者。
5、IRF3基因缺陷可通过减少APCMin/+小鼠肠道腺瘤的数目与大小,进而抑制腺瘤的发生与发展。
6、IRF3基因缺陷可降低APCMin/+小鼠中IRF3和p-IRF3蛋白表达水平。
7、IRF3基因缺陷可促进APCMin/+小鼠肠道腺瘤的细胞凋亡。
8、IRF3基因缺陷可促进p38MAPK/c-Myc信号通路的激活。
结论:
IRF3在人结肠癌组织中的表达水平高于癌旁组织,且与患者的病理分级和最大肿瘤直径密切相关。p-IRF3在癌组织中的表达水平高于癌旁组织,细胞质中p-IRF3仅与患者病理分级相关,细胞核中p-IRF3与患者病理分级、年龄和性别均有一定联系。在病理分级中,IRF3和p-IRF3在Ⅱ级中的表达水平明显高于Ⅰ级和Ⅲ级中的表达水平。在APC基因突变诱导的小鼠结直肠癌模型中,IRF3基因缺陷可减少肠道肿瘤的数目与大小,缓解肠道腺瘤的发生发展,其机制可能与IRF3和p-IRF3的表达水平降低、细胞凋亡相关因子Bax/Bcl-2比例升高以及p38MAPK/c-Myc信号通路的激活有关。
创新点:
本课题主要有以下两点创新点:第一,我们初步判定IRF3具有癌基因特性,并且是结肠癌生长的正调控因子;第二,IRF3表达水平与结肠肿瘤病理分级密切相关,且IRF3基因缺陷可以抑制APC突变背景下的肠道肿瘤生长。