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背景：胃癌（Gastric cancer）在全世界恶性肿瘤死亡病因中位居第二仅次于肺癌,其术后五年生存率仍然较低，因此寻找胃癌早期诊断的分子标志物，对提高胃癌早期诊断率非常重要。虽然遗传学的异常改变在肿瘤发生中扮演重要角色，但是其不足以解释胃癌的发生机制。随着人们对表观遗传学研究的不断深入，表观遗传在胃癌发生发展过程中的作用越来越受到人们的重视。同源盒基因A11（homeobox-containing A11， HOXA11）是发育过程中相对保守的一个基因，主要起到调控胚胎发育、细胞分化和增殖的作用。在卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌等多种肿瘤中均存在表达下调。但HOXA11的表观遗传学改变及其在胃癌中的作用目前尚不清楚。目的：分析HOXA11在胃癌中的表观遗传学改变及其调控机制；探讨HOXA11在胃癌的发生发展中的作用及机制。结合病人的临床病理资料进行相关性分析，探讨HOXA11甲基化能否可能成为胃癌的早期诊断和预后的标志物，并通过对HOXA11在胃癌中的功能研究，探讨HOXA11作为分子治疗靶点的可能性。材料与方法：对6株胃癌细胞系（AGS, NCI-N87, SGC7901, MGC803,BGC823, HGC27and MKN45）应用半定量RT-PCR方法检测甲基转移酶抑制剂5-氮杂-2’-脱氧胞嘧啶(5-aza-2’-deoxycytidine、5-aza-dc）处理前后HOXA11的表达水平；应用甲基化特异性PCR（MSP）方法检测6株胃癌细胞系、5例正常胃粘膜和112例胃癌组织标本中HOXA11启动子区CpG岛的甲基化情况，并应用硫化测序方法验证三种不同甲基化状态的细胞系胞嘧啶甲基化改变情况。应用卡方检验方法分析HOXA11甲基化和胃癌临床病理学特点的相关性，P<0.05认为具有显著性差异。采用MTT和克隆形成实验方法检测转染前后HOXA11对细胞生长的影响，应用流式细胞学实验检测HOXA11对肿瘤细胞周期及细胞凋亡的影响，应用基因芯片技术检测HOXA11转染前后AGS细胞系基因表达改变情况。结合文献报道及基因芯片筛选结果，对HOXA11调控的下游靶基因，进一步应用RT-PCR和western blot进行验证。应用双荧光素酶报告基因检测和western blot方法，在胃癌细胞系AGS中，对HOXA11在下游信号通路的影响进行分析。对现有的45例配对的石蜡包埋的胃癌和癌旁组织，应用免疫组织化学染色（IHC）检测HOXA11和磷酸化β-catenin表达水平，探讨HOXA11和后者的相关性。结果：六株胃癌细胞系中， AGS细胞发生完全甲基化并且不表达，经甲基化酶抑制剂5-aza处理后，HOXA11恢复表达，MGC803和SGC7901是部分甲基化，其表达水平减低，经甲基化酶抑制剂5-aza处理后, HOXA11的表达水平升高。NCI-N87, BGC823, HGC27and MKN45呈非甲基化状态，甲基化酶抑制剂5-aza处理前后表达水平无变化。以上结果表明，HOXA11的表达在胃癌中受甲基化调控。112例原发性胃癌HOXA11的甲基化率为81.25%(91/112)，5例正常胃粘膜组织均为非甲基化。统计学分析表明HOXA11甲基化与性别、肿瘤组织大小及淋巴结转移密切相关（P<0.05）。免疫组织化学染色表明HOXA11和磷酸化β-catenin在肿瘤组织标本中表达缺失或下调。MTT和克隆形成实验结果表明HOXA11转染组较空载组细胞增殖减慢，流式细胞学检测表明恢复HOXA11表达细胞处于G2/M阻滞状态，细胞呈早期凋亡状态。细胞划痕实验初步显示HOXA11可以抑制细胞迁移能力，同时用肿瘤细胞侵袭迁移实验（transwell assay）进一步验证，结果表明HOXA11可以降低AGS细胞的恶性侵袭和迁移。基因芯片结果显示，恢复HOXA11表达可以引起199个基因表达上调，102个基因表达下调，其中Wnt信号通路的关键基因NKD1表达上调4.94倍。双荧光素酶报告基因检测结果显示恢复表达HOXA11可以抑制经典WNT/β-catenin信号通路的活性而导致下游靶基因的蛋白表达减低（如c-myc和cyclinD1）。结论：HOXA11在胃癌中频繁发生甲基化，且启动子区甲基化调控其表达。HOXA11高甲基化与胃癌患者的性别、肿瘤大小及淋巴结转移密切相关。HOXA11基因表达沉默可促进胃癌细胞的增殖、侵袭和转移，并抑制细胞凋亡。HOXA11可以诱导NKD1表达上调，NKD1是经典WNT信号通路中关键调控因子，提示HOXA11通过上调NKD1的表达而抑制WNT/β-catenin信号的活性，从而抑制胃癌的进展。