背景:结直肠癌是人类最常见的消化道恶性肿瘤之一。随着研究的不断深入，学者发现左、右半结直肠癌在解剖特点、临床表现、分子特征、对治疗的反应、预后等方面均存在较大差异。而造成左、右半结肠癌之间差异的原因仍然存在争议。本研究从左、右半结肠癌患者的血清外泌体切入，对二者之间分子层面的差异进行研究。
　　方法:采用超速离心法及试剂沉淀法从健康志愿者以及左、右半结肠癌患者血清中分离外泌体，分别从透射电镜、纳米颗粒追踪分析、外泌体标志物检测等方面对外泌体进行鉴定。用所得外泌体刺激结直肠癌细胞系并进行增殖、侵袭、迁移等表型实验。分别对血清外泌体和经外泌体处理过的细胞系SW480进行定量蛋白质组学研究。通过主成分分析、韦恩图、聚类分析、GeneOntology富集分析、Wikipathway通路分析、构建蛋白-蛋白相互作用网络等方法对蛋白质组学数据进行深度分析。为了进一步探索血清外泌体SPARC及LRG1的临床意义，对包括结肠癌、甲状腺癌、宫颈癌、胃癌在内的125例恶性肿瘤以及25例健康对照的血清外泌体中的SPARC及LRG1进行ELISA定量检测。通过受试者工作曲线评估外泌体SPARC或LRG1对诊断结肠癌的临床意义。对结肠癌患者进行长期随访，通过Cox风险回归模型多因素分析评估外泌体SPARC或LRG1对预测结肠癌预后的意义。
　　结果:本研究顺利从患者及健康对照血清中分离外泌体。细胞表型实验显示结肠癌血清外泌体对肿瘤增殖无显著影响，但可促进其侵袭、迁移能力。与左半结肠癌血清外泌体相比，来自右半结肠癌患者的外泌体促进肿瘤细胞转移的效果更显著。外泌体及细胞系的蛋白质组学数据已上传至ProteomeXchange，其标识号分别为PXD012283和PXD012304。对两套蛋白质谱数据进行生物信息学分析，研究结果在血清外泌体的蛋白表达谱层面上证实左、右半结肠癌存在显著差异。二者之间的差异表达蛋白可富集到细胞外基质重塑、调节血管生成等生物学过程以及PI3K-AKT、TGF-β、肿瘤自噬等信号通路上。与左半结肠癌相比，右半结肠癌血清外泌体中的SPARC及LRG1表达显著上调。蛋白质组学数据提示外泌体刺激后的结直肠癌细胞系发生了上皮-间质转化。右半结肠癌血清外泌体可能通过上调SPARC、LRG1等蛋白诱导肿瘤细胞的上皮-间质转化促进肿瘤转移。外泌体SPARC及LRG1区分结肠癌与健康对照的AUC值分别是0.95和0.93。Cox回归模型提示血清外泌体中的SPARC及LRG1是结肠癌术后复发的独立危险因素。
　　结论:左、右半结肠癌患者的血清外泌体在蛋白表达谱及功能上体现了左、右半结肠癌之间的差异。右半结肠癌外泌体中含有更高水平的细胞外基质相关蛋白，尤其是SPARC及LRG1。右半结肠癌外泌体可能通过上调SPARC及LRG1促进肿瘤转移。血清外泌体中的SPARC及LRG1在结肠癌中显著高表达，与结肠癌预后相关，有潜力成为结肠癌的诊断、预后预测标志物。