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背景及目的:结直肠癌(CRC)是全球最常见的恶性肿瘤,结肠炎(colitis)或炎性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)作为一种反复发作的慢性炎症,是CRC的高危因素之一。炎症相关性结直肠癌(colitis-associated cancer,CAC)是典型的炎症相关的结肠肿瘤,除了传统的手术、放疗、化疗及免疫治疗,中医药治疗在其中也发挥了不可替代的作用,但因其研究方法的局限性,有价值的临床数据较为缺乏,使其难以被广泛接受和认可。合适的动物模型能最大化的指导肿瘤临床治疗,用于药物敏感性测试,寻找作用靶点,从而进行精准化治疗。近年来研究表明,异常的O-GlcNAc糖基化修饰在CAC进展中的地位越来越受到重视,目前关于O-GlcNAc水解酶OGA在结直肠癌疾病进展中研究较少,且在CAC中的作用尚不清楚,本课题拟构建OGA肠上皮特异敲除(OGA-IKO)小鼠模型,在该模型基础上诱导CAC,讨论OGA敲除对CAC发生发展的影响,对评价中药抗肿瘤疗效机理提供更可靠的基础研究。研究方法:1.根据Cre/Loxp系统原理,构建OGA-IKO小鼠模型。2.在OGA-IKO小鼠模型基础上使用氧化偶氮甲烷(AOM)与葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导CAC。观察表型并通过Western Blot、q RT-PCR等方法对小鼠炎症和肿瘤相关指标进行检测。3.采用16S rDNA高通量测序技术对炎症相关性结直肠癌小鼠进行肠道细菌种类和丰度检测,分析肠上皮特异敲除OGA对小鼠肠道菌群的影响。4.采用IHC与q RT-PCR方法检测OGA、OGT、O-GlcNAc在人结肠癌组织与癌前病变组织中的表达情况,分析其与结直肠癌发生和发展的关系。5.选取人CRC细胞系HCT-116和RKO,利用慢病毒感染方法,构建OGA敲减细胞系。采用q RT-PCR和Western blot等实验方法验证OGA的敲减效率,并利用CCK8法、平板克隆、细胞划痕及Transwell等方法检测OGA敲减对结肠癌细胞增殖与转移功能的影响。结果:1.成功构建OGA-IKO小鼠模型。2.小鼠结直肠癌诱导实验结果表明,与野生型(Wild Type,WT)小鼠相比,OGA肠上皮特异敲除组(Intestinal Knockout,IKO)小鼠的成瘤率明显下降(IKO组77.8%vs WT组100%,P<0.05);存活率显著升高(IKO组92%vs WT组66%,P<0.0 5);肠上皮组织破坏程度较轻,炎症因子IL-6、IL-10表达降低,TNF-α表达没有显著性差异,提示肠上皮特异敲除OGA减少了炎症相关性结直肠癌的发生。3.16S rDNA测序发现,CAC诱导后,OGA肠上皮特异敲除小鼠的菌群多样性增加,菌群的构成也发生了明显改变。与野生型小鼠相对比,IKO+AOM+DSS组小鼠中Bifidobacteriale(双歧杆菌属)及Saccharibacteria(糖化菌属-TM7)抗炎菌相对丰度显著增加,Enterococcus(肠球菌属)、Pasteurellales(巴斯德氏菌属)、Lactococcus(乳酸乳球菌属)等促炎相关菌丰度降低,可能与OGA肠上皮特异敲除后肠道炎症反应减轻有关。4.相比于癌旁组织,OGA、OGT、O-GlcNAc在人结肠癌组织中表达升高;在结肠癌癌前病变组织中的表达结果显示,OGA在正常肠上皮、低级别上皮内瘤变(L)、高级别上皮内瘤变、结直肠癌组织中的阳性表达率分别为38.5%(5/13)、54.55%(6/11)、90%(9/10)、92.8%(13/14);OGT在正常肠上皮、低级别上皮内瘤变、高级别上皮内瘤变、结直肠癌组织中的阳性表达率分别为30.70%(4/13)、63.60%(7/11)、90%(9/10)、92.8%(13/14);O-GlcNAc在正常肠上皮、低级别上皮内瘤变、高级别上皮内瘤变、结直肠癌组织中的阳性表达率分别为84.60%(10/13)、45.4%(5/11)、90%(9/10)、85.70%(12/14)。5.成功构建结肠癌细胞HCT-116和RKO OGA敲减细胞系模型。OGA敲减后细胞系中OGA表达水平降低,OGT代偿下降,O-GlcNAc糖基化水平升高。细胞功能实验结果显示OGA敲减后,减少了HCT116和RKO细胞的增殖和迁移的能力。结论:1.小鼠肠上皮特异敲除OGA显著减少AOM+DSS诱导的CAC的发生。2.肠上皮OGA特异敲除后可能通过改变小鼠肠道菌群结构抑制CAC的发生与发展。3.OGA、OGT及其调控的O-GlcNAc糖基化修饰在人结直肠癌的恶性演变过程中起着重要作用。4.OGA敲减抑制结肠癌细胞HCT116和RKO的增殖和迁移。