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目的:结肠癌是我国最常见的消化系统肿瘤之一,并且近年来发病率呈上升趋势。由于肿瘤早期症状不特异,确诊多属晚期,手术不能完全切除,且现有的化疗药物治疗效果不佳,因此术后生存率低,预后差。为探索更有效的治疗方法,需要深入地研究结肠癌发生和发展的分子机制。研究表明,结肠癌组织中存在少量具有干细胞特性的干细胞,与结肠癌的发病密切相关。这些干细胞表面表达一些干细胞标记物,例如:CD133、CD44、Musashi-1、EpCAM等,我们的前期研究显示结肠癌中Musashi-1蛋白高表达。此外,近些年来结肠癌治疗中出现对靶向药物的不敏感性,影响术后患者的恢复,因此研究Musashi-1在结肠癌发病机制中的作用,将为结肠癌患者提供治疗的新思路。本研究通过检测人结肠癌组织Musashi-1及其相关分子P21、Hes-1蛋白表达及采用 Musashi-1 siRNA 和表皮生长因子(epithelial growth factor receptor,EGFR)靶向治疗药物西妥昔单抗(cetuximab,CTX)处理人结肠癌细胞SW48,探究Musashi-1是否通过调控Notch信号通路参与结肠癌的发病机制,以及抑制Musashi-1基因的表达是否可以提高西妥昔单抗的疗效。方法:1.采用免疫组织化学(EnVision)检测Musashi-1、P21、Hes-1蛋白在110例结肠腺癌组织芯片中的表达,同时与10例正常结肠粘膜组织中的蛋白表达率进行对比,并分析Musashi-1、P21、Hes-1蛋白表达与临床病理参数的相关性;2.根据细胞不同的处理因素,将实验分为三个实验组和一个阴性对照组,实验组包括西妥昔单抗处理组、Musashi-1 siRNA干扰组、Musashi-1 siRNA干扰+西妥昔单抗联合处理组;3.首先采用MTT方法检测不同浓度(0～1000ug/ml)西妥昔单抗处理SW48细胞,检测细胞的增殖活性,确定药物作用浓度;再检测以上四组细胞的增殖活性;4.将四组细胞分别处理48小时,Q-PCR检测不同组中的Musashi-1、P21、CyclinB1 mRNA 表达水平;5.将四组细胞分别处理48小时,Western blotting检测Musashi-1、P21、Notch1、EGFR蛋白表达水平;6.应用流式细胞仪分别检测上述四组细胞24h、48h的凋亡情况;7.所有实验结果均用均数±标准差(Mean± SD)表示,并且应用SPSS19.0统计软件进行统计学分析,使用的统计学方法包括方差分析、T检验,Spearman秩相关分析、卡方检验以及Fisher确切概率法。结果:1.免疫组化检测显示,结肠腺癌组织及正常结肠粘膜中Musashi-1蛋白为胞浆和核表达,P21蛋白为胞核表达、Hes-1蛋白为胞浆或胞核表达。110例结肠腺癌组织中Musashi-1蛋白阳性表达率为78.2%(86/110),Hes-1蛋白阳性率为68.2%(75/110),P21蛋白阳性率为21.8%(24/110);10例正常结肠粘膜组织中,Musashi-1、P21及Hes-1蛋白阳性表达率分别为40%(4/10)、60%(6/10),30%(3/10)。与正常结肠组织相比,结肠腺癌组织中Musashi-1、P21及Hes-1蛋白阳性表达率显著升高,差异具有统计学意义(均P<0.05)。Spearman相关分析显示,Musashi-1与Hes-1表达呈正相关(r=0.372,P=0.000),Musashi-1 与 P21 表达呈负相关(r=-0.221,P=0.021);2.MTT结果显示,Musashi-1 siRNA干扰组(42.00± 1.25%)生长抑制率高于阴性对照组(P<0.05);随着西妥昔单抗浓度的增加,对结肠癌细胞的抑制率亦逐渐增强(P<0.05)。Musashi-1 siRNA干扰联合西妥昔单抗作用于细胞后,其生长抑制率(64.10±3.13%)显著高于阴性对照组(15.63± 1.51%)、西妥昔单抗处理组(52.09 ± 2.64%)、Musashi-1 siRNA 干扰组(42.00 ± 1.25%),SW48细胞的生长速度明显减慢,增殖率受到抑制,差异具有统计学意义(P<0.05);3.Q-PCR结果显示,三组实验组Musashi-1 mRNA、CyclinB1 mRNA表达水平与阴性对照组相比差异有统计学意义,表达量明显降低(P<0.05),且Musashi-1 siRNA干扰+西妥昔单抗联合作用组的表达量低于其余三组(P<0.05);三组实验组的P21mRNA表达水平与阴性对照组相比差异有统计学意义,表达量明显增加(P<0.05),Musashi-1 siRNA干扰+西妥昔单抗联合作用组P21 mRNA的表达量高于其余三组(P<0.05);4.Western blotting 结果显示,三组实验组 Musashi-1、P21、Notch1 及 EGFR 蛋白表达水平与阴性对照组相比,差异有统计学意义(P<0.05);与单因素作用组相比,Musashi-1 siRNA干扰+西妥昔单抗联合处理组,Musashi-1蛋白表达下调(均P<0.05),P21蛋白表达上调(P<0.05),Notch1蛋白下调(P<0.05),EGFR蛋白下调(P<0.05),统计学显示有意义;5.流式细胞仪检测结果显示,Musashi-1 siRNA+西妥昔单抗联合处理SW48结肠癌细胞48小时后,能够明显的促进细胞的凋亡,与其他三组相比较,细胞凋亡率显著高于其他三组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:1.结肠腺癌组织中Musashi-1高表达,Musashi-1可能通过上调下游Hes-1蛋白的表达,降低P21蛋白的表达,参与结肠腺癌的发病机制;2.Musashi-1 siRNA 作用后,人 SW48 结肠癌细胞中 Musashi-1、Notch1、EGFR表达减少,促进P21的表达,导致细胞生长减慢;3.西妥昔单抗能够抑制SW48结肠癌细胞的增殖,且高浓度的西妥昔单抗可以降低Musashi-1的表达量;4.联合应用Musashi-1 siRNA和西妥昔单抗后,能更大程度的抑制SW48结肠癌细胞的生长,促进肿瘤细胞的凋亡;5.Musashi-1可作为结肠癌靶向治疗的一个候选基因,西妥昔单抗联合Musashi-1的靶向治疗更能提高治疗效果。