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结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是全球发病率和死亡率较高的消化道恶性肿瘤之一。在我国,结直肠癌的发病也呈逐年上升和年轻化趋势。阐明结直肠癌发生发展的分子机制,对其进展进行预测、诊断、干预和治疗是结直肠癌研究亟待解决的问题。本课题组在前期研究中发现,卵泡抑素样蛋白1(follistatin-like protein 1,FSTL1)在结直肠癌组织中表达上调,利用公共数据库进行生存分析提示其高表达与结直肠癌患者不良生存预后相关。FSTL1是一个具有多种生物学调节功能的分泌型糖蛋白,近年来相关的文献报道主要集中在炎症、自身免疫性疾病、改善缺血/再灌注损伤及免疫调节等领域。有研究表明FSTL1在肿瘤的发生发展中可能有双相调控作用。但是FSTL1在结直肠癌发生发展过程中所发挥的确切作用与具体机制尚未完全阐明。因此,为了探讨FSTL1在结直肠癌发生发展过程中的确切作用与具体机制,结合文献及前期研究基础,我们拟对FSTL1对结直肠癌进展的影响、其表达上调的调控机制、其影响结直肠癌细胞的生物学行为的分子机制、其在结直肠癌肿瘤微环境中的作用等方面进行研究。首先,我们通过western blotting、ELISA检测发现FSTL1在结直肠癌患者组织及外周血中的表达明显上调;通过免疫组化分析发现FSTL1的表达水平与结直肠癌患者肿瘤浸润深度、淋巴结转移呈正相关。利用慢病毒感染构建FSTL1稳定过表达及干扰的结直肠癌细胞株,通过各种体内、外实验发现FSTL1稳定过表达或干扰可以相应促进或抑制CRC细胞的体外迁移、侵袭能力,但对增殖能力无明显影响,且FSTL1稳定过表达促进CRC细胞的体内侵袭转移能力、缩短裸鼠总体生存时间。同时,我们对FSTL1在结直肠癌肿瘤微环境中的作用也进行了初步的探讨,趋化实验结果显示,重组人细胞因子FSTL1(rhFSTL1)对成纤维细胞(NF)具有剂量依赖的趋化作用;利用rhFSTL1刺激NF,通过免疫荧光激光共聚焦发现FSTL1可诱导NF活化为肿瘤相关成纤维细胞(CAF)。其次,我们利用免疫组化方法及生物信息学分析发现在结直肠癌组织中TGFβ1和FSTL1的表达定位一致,且表达水平呈正相关;利用染色质免疫共沉淀、双荧光素酶报告基因实验和western blotting技术验证了 Smad3可直接与FSTL1启动子区结合,激活FSTL1转录活性,促进其表达。最后,我们通过基因集富集分析、western blotting、FN黏附实验和免疫荧光激光共聚焦技术发现FSTL1过表达后可通过激活黏附信号通路、调节细胞骨架重排,进而促进在结直肠癌细胞迁移和侵袭;通过免疫沉淀、质谱分析、免疫共沉淀和免疫荧光共定位技术发现并验证了与FSTL1存在相互作用的蛋白Vimentin(VIM)。综上所述,本研究发现FSTL1在结直肠癌中表达上调,并与肿瘤浸润深度、淋巴结转移及不良预后相关;FSTL1在体内、外均能促进结直肠癌肿瘤细胞侵袭转移,同时可诱导肿瘤微环境中NF活化为CAF;TGFβ1-Smad2/3信号通路在结直肠癌中调控FSTL1的表达;FSTL1通过激活黏附通路和调节细胞骨架重排促进结直肠癌侵袭转移,VIM作为FSTL1相互作用蛋白参与这一过程;本研究的结果为FSTL1作为结直肠癌检测的生物标志物、反映肿瘤的恶性程度和预后评估提供了理论依据,并可能为结直肠癌临床诊疗提供新靶点。