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研究背景和目的核转运受体家族蛋白(Karyopherin nuclear transport receptors)在肿瘤发生发展及药物抵制方面扮演着重要的角色,可以作为肿瘤治疗的潜在靶点。然而,IPO5作为核转运受体家族蛋白成员之一,在肿瘤中的作用目前还没有报道。在本研究中,我们发现IPO5在结直肠癌中呈高表达状态并且与临床病理参数相关。我们将进一步深入探讨IPO5在结直肠癌中的体内外功能及其相关的分子机制。研究方法通过Western blot、荧光定量PCR(qRT-PCR)和免疫组织化学(IHC)方法检测IPO5在结直肠癌细胞和组织中的表达,并将数据用以统计分析IPO5的表达与临床病人病理参数的相关关系及其潜在的临床应用价值。接着采用CCK8、流式细胞术、平板克隆以及Transwell实验检测体外干预IPO5的表达量对结直肠癌细胞增殖和迁移能力的影响。同时将构建好的稳定下调IPO5的细胞株和对照细胞株分别注射至裸鼠皮下,观察IPO5干扰在体内对肿瘤增殖能力的影响。又通过流式细胞术和Western blot方法初步判断IPO5对5-氟尿嘧啶(5-FU)是否耐药。机制上,通过蛋白质免疫共沉淀(CO-IP)技术拉下IPO5的结合蛋白并进行快速银染及质谱分析,接着利用数据库初步筛选IPO5可能的转运靶蛋白,同时应用细胞核浆分离实验进一步筛选并得到IPO5最有可能的转运靶蛋白RASAL2。接着采用蛋白质免疫共沉淀(CO-IP)、细胞核浆分离及免疫荧光共聚焦实验进行验证。又通过构建RASAL2野生型及其核定位信号序列点突变型质粒来验证IPO5是否是通过结合核定位信号序列(NLS)转运RASAL2入核。同时应用Western blot检测外源性干预IPO5对RAS通路重要蛋白表达的影响。又通过一系列体内外功能回复实验检测RASAL2的核定位信号序列(NLS)突变是否可以逆转IPO5对结直肠细胞增殖及迁移的促进作用。最后收集临床结直肠癌病人的癌组织进行免疫组化检测IPO5的表达与RASAL2的定位关系,分析IPO5是否是通过转运RASAL2入核从而促进结直肠癌发生发展。研究结果IPO5在结直肠癌组织中的表达水平增高,并且其表达量与结直肠肿瘤的大小、淋巴结转移及病理分期相关。下调IPO5的表达量将会降低结直肠癌细胞体内外的增殖及迁移能力;而上调IPO5的表达量则能够促进其增殖和迁移。另外IPO5过表达之后能够导致结直肠癌细胞对5-氟尿嘧啶(5-FU)治疗的敏感性降低。机制上,RASAL2是IPO5的转运靶蛋白,IPO5可能通过增加RASAL2的入核转运激活RAS通路进而促进结直肠癌的发生发展。结论结直肠癌细胞高表达IPO5,IPO5结合RASAL2的核定位信号序列(NLS),导致胞浆及胞膜中的RASAL2浓度下降和RAS信号去抑制,促进了结直肠癌细胞的增殖和迁移,抑制凋亡。并且IPO5过表达与结直肠癌细胞对5-氟尿嘧啶(5-FU)耐药相关。综上所述,本研究首次发现IPO5在结直肠癌中扮演了促癌角色,该发现将为结直肠癌发生发展的机制提供新的思路,为结直肠癌的治疗提供线索和理论依据。