IRTKS在胰腺癌发生发展中的作用及其分子机制研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dingyi203
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背景和目的:胰腺癌(pancreatic cancer,PC)是临床常见的恶性肿瘤之一。因其早期及部分中期患者未见特异性临床症状,往往发现时已成晚期,难以手术治疗,同时,其化学治疗的疗效常常不佳,故病死率较高。胰岛素受体酪氨酸激酶底物(insulin receptor tyrosine kinase substrate,IRTKS)是一个新发现的胰岛素信号通路调控分子。各项研究表明IRTKS与癌症特别是消化系统肿瘤的发生发展和预后密切相关,但IRTKS参与调控胰腺癌的具体分子机制尚不清楚。本课题旨在揭示IRTKS表达水平与胰腺癌患者临床病理学特征和诊断预后之间的关联,阐明IRTKS表达水平对胰腺癌细胞生物学活动的影响,同时初步探究IRTKS影响胰腺癌发生发展的相关分子调控机制。方法:收集TCGA和GTEx数据库的样本信息,分析IRTKS在包括胰腺癌的多种肿瘤中的表达情况。进行免疫印迹实验(Western Blot,WB)分析IRTKS在胰腺癌细胞和正常胰腺细胞的表达差异。收集64例胰腺癌和4例正常胰腺标本,进行免疫组织化学(Immunohistochemistry,IHC)染色并分析IRTKS相对表达值;同时收集患者临床信息,进行IRTKS表达与胰腺癌临床病理参数的关联性分析,绘制时间依赖性ROC曲线和生存曲线,构建Cox比例风险回归模型,并对TCGA和GTEx胰腺癌数据绘制诊断性ROC曲线。建立IRTKS过表达/敲减的胰腺癌细胞系,并建立相应的对照细胞系,采用CCK-8实验、细胞划痕实验、Transwell实验观察IRTKS对胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的作用。以GSE46385胰腺癌m RNA芯片数据的IRTKS表达值中位数分组,进行转录组的差异表达分析,并进行KEGG和GSEA分析探索IRTKS在胰腺癌中的调节功能和分子通路。进行免疫印迹实验在IRTKS过表达/敲减细胞系中验证下游信号通路PI3K/AKT的变化。在IRTKS过表达细胞系中使用PI3K抑制剂LY294002负向调节PI3K/AKT通路,采用CCK-8实验、细胞划痕实验、Transwell实验观察PI3K/AKT通路抑制后胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭能力的改变,验证胰腺癌中IRTKS-PI3K/AKT轴的间接调控通路。结果:TCGA和GTEx数据分析结果显示,IRTKS在包括胰腺癌的多种肿瘤中表达增高(P<0.05)。免疫印迹实验结果显示IRTKS在人胰腺癌细胞系PANC-1(PANC)和MIA Pa Ca-2(PACA)中的表达水平显著高于人正常胰腺导管上皮细胞系h TERT-HPNE(P<0.001)。对胰腺癌患者的临床病理资料分析结果显示,IRTKS的表达与肿瘤分化程度具有相关性(P=0.024);单因素及多因素分析结果显示,IRTKS可作为预测胰腺癌患者预后的独立危险因素(HR=3.000,95%CI:1.415-6.361,P=0.004)。诊断性ROC曲线分析结果显示,IRTKS对胰腺癌具有良好的诊断准确性(AUC=0.891,95%CI:0.855-0.926)。时间依赖性ROC曲线分析结果显示,IRTKS高表达可预测胰腺癌患者的不良预后(1年AUC=0.622,95%CI:0.496-0.747;2年AUC=0.640,95%CI:0.487-0.793)。生存分析结果显示,IRTKS表达水平较高的患者生存时间较短(HR=2.16,95%CI:1.14-4.08,P=0.018)。在IRTKS过表达的PANC和PACA胰腺癌细胞系中进行CCK-8实验、细胞划痕实验和Transwell实验,观察到增殖、迁移和侵袭能力的显著增强(P<0.05);相反,IRTKS敲减细胞系中观察到增殖、迁移和侵袭能力的显著抑制(P<0.05)。基于GSE46385数据集的KEGG分析显示IRTKS在胰腺癌中的差异表达基因显著富集于PI3K/AKT通路(P<0.05);GSEA分析显示IRTKS高表达与胰腺癌、细胞周期、细胞迁移、癌症转移和PI3K/AKT通路具有显著的正相关性(P<0.05)。在IRTKS过表达/敲减细胞中检测PI3K、磷酸化PI3K(phosphorylated PI3K,p-PI3K)、AKT、磷酸化AKT(phosphorylated AKT,p-AKT)的蛋白表达水平,结果显示,与对照组相比,IRTKS过表达组中上述蛋白的表达水平增高,且p-PI3K/PI3K比值和p-AKT/AKT比值显著增加(P<0.05);在敲减组中观察到了相反的实验结果(P<0.05)。在IRTKS过表达细胞中加入PI3K特异性抑制剂LY294002,以IRTKS过表达细胞系作为对照,观察到LY294002处理后细胞增殖、迁移和侵袭能力的显著减弱(P<0.05)。结论:IRTKS在胰腺癌发生及进展过程中具有明确的致癌作用,其在肿瘤组织中的过表达状态与胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的生物学功能密切相关。机制研究表明IRTKS通过激活PI3K/AKT通路促进胰腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭功能。IRTKS或可作为新的胰腺癌分子标志物,为临床诊疗提供潜在的靶点和思路。
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