【摘 要】
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膀胱癌属于泌尿生殖系统恶性疾病,其发病具有明显的性别差异,分别位于男性发病率的第4位,女性发病率的第11位。吸烟是导致膀胱癌发病率增加的主要暴露因素。膀胱癌根据其局部浸润程度可分为肌肉浸润性膀胱癌（MIBC）和非肌肉浸润性（NMIBC）,而MIBC比较常见且多为乳头状。临床上治疗膀胱癌常采取膀胱癌切除术和卡介苗联合治疗,但仍具有预后不良和术后并发症严重等问题,因此寻找膀胱癌新的分子靶点具有重要意义
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膀胱癌属于泌尿生殖系统恶性疾病,其发病具有明显的性别差异,分别位于男性发病率的第4位,女性发病率的第11位。吸烟是导致膀胱癌发病率增加的主要暴露因素。膀胱癌根据其局部浸润程度可分为肌肉浸润性膀胱癌（MIBC）和非肌肉浸润性（NMIBC）,而MIBC比较常见且多为乳头状。临床上治疗膀胱癌常采取膀胱癌切除术和卡介苗联合治疗,但仍具有预后不良和术后并发症严重等问题,因此寻找膀胱癌新的分子靶点具有重要意义。糖基化是常见的翻译后修饰过程,其中糖基转移酶和糖苷酶在细胞的多种生理活动中发挥着重要的作用。异常糖基化是癌症发生发展过程中的普遍现象,癌细胞表面的特异性糖蛋白常作为肿瘤的生物标志物。唾液酸化修饰是一种典型的糖链末端修饰,通过唾液酸转移酶将CMP-sia添加到蛋白质或脂质分子上形成α2,3、α2,6、α2,8键的过程。ST3GAL5属于唾液酰基转移酶的一种,其在乳糖神经酰胺上添加单唾液酸形成神经节苷脂GM3,故又被称为GM3合酶。而神经节苷脂通过调节髓鞘的形成和免疫反应等,来参与细胞间的信号转导和粘附等过程。本课题组前期通过组学和生物信息学数据筛选出ST3GAL5是膀胱癌组织与癌旁上皮组织之间的差异性基因之一,查阅文献发现目前关于ST3GAL5和肿瘤之间的研究尚少。相关文献报道过表达ST3GAL5可以抑制胶质瘤细胞的生长和增殖行为,然而ST3GAL5在膀胱癌中的功能及分子机制研究需进一步明确和探究。目的:验证并分析ST3GAL5在不同恶性程度膀胱癌组织中的表达情况和临床意义;探究ST3GAL5敲除对膀胱癌生长、增殖、迁移和侵袭等生物学行为的影响;探讨ST3GAL5介导的膀胱癌细胞恶性表型可能的分子机制。方法:1、通过生物信息学及免疫组化技术方法分析并验证ST3GAL5在不同恶性程度的膀胱癌组织切片中的表达情况;2、结合患者的临床病理资料分析ST3GAL5与膀胱癌分期和分级之间的相关性;3、通过CRISPR-Cas9技术敲除膀胱癌细胞中的ST3GAL5基因,并通过嘌呤霉素筛选出ST3GAL5沉默表达的膀胱癌细胞株,通过q PCR和蛋白质印迹技术检测稳转株构建是否成功;4、利用cck-8、平板克隆、流式细胞术、划痕实验和Transwell等试验考察ST3GAL5敲除对膀胱癌细胞生长、增殖、迁移和侵袭等生物学行为的影响;5、利用生物信息学技术分析ST3GAL5在膀胱癌细胞中可能影响的信号通路,并利用Western Blot方法验证探究其作用的分子机制;结果:1、ST3GAL5在高、低风险组膀胱癌组织中表达水平依次升高,即在高风险组膀胱癌组织中低表达,在低风险组膀胱癌组织中高表达;2、ST3GAL5的表达水平与膀胱癌患者的分期和分级呈负相关;3、成功构建了ST3GAL5基因敲除的慢病毒重组载体并获得了稳定下调其表达的膀胱癌细胞株;4、沉默ST3GAL5可会促进膀胱癌细胞的生长、增殖、迁移和侵袭等生物学能力;5、沉默ST3GAL5增加了膀胱癌细胞J82中P21、PI3K、Akt、MMP2和MMP9蛋白的表达,降低了CDK2、CyclinD1、P-Akt、P53和CDK4蛋白的表达。结论:1、ST3GAL5在膀胱癌组织中表达下调,其表达水平与临床病理分期和分级呈负相关;2、ST3GAL5敲除可促进膀胱癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力;3、ST3GAL5通过影响细胞周期相关蛋白和PI3K/Akt通路中关键蛋白的表达来介导膀胱癌恶性生物学行为。
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