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研究背景和研究目的时钟基因与多种疾病的发生有关,近年来研究发现时钟基因与肿瘤的发生、发展密切相关。然而,时钟基因调控结肠癌的发生发展的具体作用机制仍然未明确。本课题拟通过研究时钟基因ARNTL2在人结肠癌中的表达、功能及分子机制,深入探索其参与调控结肠癌的侵袭、迁移等重要作用机制。研究方法该研究首先通过生物信息学筛选、预测时钟基因ARNTL2在人结肠癌中的表达变化及与结肠癌生存预后的关系,并结合免疫组织化学(IHC)方法检测ARNTL2在结肠癌组织、癌旁组织的表达,分析ARNTL2表达与临床病理参数的关系。同时,采用Western blot检测其在结肠癌细胞株中的表达,利用细胞免疫荧光分析其在细胞内的定位与分布情况。然后,通过RNA干扰抑制ARNTL2在结肠癌细胞中的表达,应用CCK-8实验、平板克隆形成实验、细胞划痕愈合实验、Transwell迁移及侵袭实验、裸鼠皮下瘤模型检测ARNTL2对结肠癌细胞体内外生长、迁移和侵袭的影响。最后,通过RNA干扰结肠癌细胞株ARNTL2表达,并结合Western Blot检测分析时钟基因调控肿瘤相关信号通路变化。研究结果生物信息学预测人结肠癌时钟基因ARNTL2呈高表达,并与结肠癌的生存预后紧密相关。检测结果表明,ARNTL2在人结肠癌组织及细胞株中的表达明显高于癌旁组织及正常结肠粘膜上皮细胞株,且其表达与结肠肿瘤T、M分期密切相关,并通过细胞免疫荧光检测证明ARNTL2主要位于结肠癌细胞的细胞核内。细胞功能实验表明ARNTL2干扰后可显著抑制结肠癌细胞体内、外的生长、侵袭和迁移。Western Blot分析表明,RNA干扰沉默ARNTL2的表达可抑制ARNTL2靶基因SMOC2的表达,并抑制EMT和PI3K/AKT信号通路相关因子的表达,从而抑制结肠癌增殖、侵袭和迁移。结论通过在结肠癌癌组织和细胞中对ARNTL2的生物信息学、表达及功能研究,首次揭示了 ARNTL2基因在结肠癌的发生、侵袭和迁移过程中的作用机制。结果表明,在结肠癌细胞中,ARNTL2基因敲除后可抑制结肠癌细胞的增殖和侵袭的发生,同时还证明通过下调ARNTL2基因表达可抑制PI3K/AKT信号通路与SMOC2-EMT活性,从而抑制癌细胞的增殖和迁移。这些发现揭示了 ARNTL2基因敲除对抑制结肠癌细胞生长的作用机制,并为ARNTL2基因敲除在结肠癌中发挥抑癌作用提供了可靠的理论依据。