SOX2是一个重要的干细胞标志蛋白,在胚胎发育和维持干细胞的分化能力方面有重要的功能。它可以协同其他几个转录因子(OCT3/4, KLF4, CMYC)共同作用,将已分化细胞重编码形成可诱导多潜能干细胞(Induced pluripotent stem cells, IPS cells)。近年来研究证明,SOX2与多种恶性肿瘤的发生和发展相关,如胃癌,神经胶质瘤,肺癌,乳腺癌,前列腺癌,结直肠癌等。除了胃癌,在大多数不同类型的恶性肿瘤中,SOX2都表现出一个原癌基因(pro-oncogene)的功能。本实验室曾发现,SOX2在结肠癌中具有促进肿瘤细胞增殖的作用,在SOX2敲除的细胞系SW620中发现细胞的增殖能力和克隆形成能力都发生了明显的降低,但SOX2的表达水平与结肠癌的转移之间是否存在相关性,目前尚未见报道。本文的第一部分,我们通过shRNA千扰技术使SOX2表达水平降低时,发现大肠癌细胞的迁移能力随之显著降低；细胞侵袭实验也表明SOX2对细胞侵袭能力有影响,明胶酶谱实验证实了金属蛋白酶MMP2的活性受到SOX2的调控。通过动物实验进一步表明,SOX2阴性细胞在小鼠体内的转移能力显著低于SOX2阳性细胞。基于SOX2与结肠癌细胞转移能力有相关性的认识,我们对44例结直肠癌患者样本进行了流行病学统计分析,通过免疫组织化学分析,对每个样本进行了SOX2染色观察,结果发现,SOX2阳性患者几乎都发生了淋巴转移和肝转移,而SOX2阴性患者的转移数远低于SOX2阳性患者。说明SOX2与结直肠癌转移具有显著的相关性。本文的第二部分,我们进一步探讨了SOX2影响结肠癌转移的分子机制。通过基因芯片数据分析,我们发现,当SOX2表达下降时,一些上皮细胞标记物的表达水平上调,而与之对应的一些间质细胞标记物发生下调。接下来我们通过免疫印迹和免疫荧光的方法证实,结肠癌细胞在SOX2降低时会发生间质-上皮转化(Mesenchymal-Epithelial Transition, MET)。间质-上皮转化是上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)的反向过程,EMT对于上皮来源的恶性肿瘤发生转移具有相当重要的意义,结直肠癌细胞在侵袭前端常呈现间质细胞的状态,具有高转移能力,低分化,异常增殖,抗失巢凋亡(Anoikis death)和失去接触抑制等特性。我们的实验证明,当SOX2表达水平降低时,细胞发生了MET的转变,重新具有上皮细胞的特性,使得转移能力下降。更有趣的是,MET的发生,使得Wnt信号通路中的关键蛋白beta-catenin的定位发生了变化,从而导致Wnt信号通路活性降低。我们的研究表明,SOX2在结肠癌中是一个关键的因子,也是一个潜在的结直肠癌治疗靶点,通过降低SOX2的表达水平可以极大的改善肿瘤细胞的转移倾向。