背景:结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)又称大肠癌,根据2018年最新全球肿瘤流行病统计数据显示,CRC在全球范围内上升为第3位最常见恶性肿瘤,其死亡率和发病率均保持第3位。在我国城市和农村也有地域差异性,发病率分别位列第2和第5位,死亡率排在第4和第5位。肿瘤作为严重危害人们生活健康的疾病之一,其细胞生长的调控机制一直是国际研究的热点。我们查找文献发现,Su(var)3-9家族的核组蛋白赖氨酸甲基转移酶G9A,又称EHMT2,有三个亚型:H3K9me1、H3K9me2和H3K9me3,主要催化常染色质H3K9的一甲基化和二甲基化,其中H3K9me1和转录激活有关,H3K9me2和转录抑制有关。在许多肿瘤中存在高表达,而且可以影响肿瘤细胞的增殖。王慧娟等的研究发现其通路上的重要代谢酶磷酸丝氨酸氨基转移酶(PSAT1)、丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT2)的表达量在CRC组织中明显增高,沉默这些关键代谢酶的表达后明显抑制CRC细胞的增殖。有文献报道G9A在宫颈癌细胞、神经母细胞瘤细胞等可以调控丝氨酸的合成通路,本研究中我们拟探讨G9A对CRC细胞的生长是否存在调控作用,该作用又是否与丝氨酸合成通路有联系。目的:研究G9A是否对CRC细胞增殖有影响,这种影响与丝氨酸合成通路是否有关。通过本研究,可能会对以后CRC的诊断和治疗提供一些新的思路和方法。方法:本研究中,我们首先利用Oncomine数据库进行了生物信息学的分析,发现G9A在CRC组织和正常组织中的表达有差异,利用收集到的临床病人的CRC组织及其正常对照,在核酸水平和蛋白水平上验证了G9A两种组织中的表达差异。在体外实验中,选择了三种CRC细胞系HCT116、DLD-1和SW480作为研究对象,首先利用siRNA序列沉默G9A的表达和用化学抑制剂BIX01294抑制G9A的表达,选择细胞生长曲线实验、细胞平板克隆形成实验检测细胞增殖速度的变化,利用Transwell实验检测细胞体外侵袭和迁移能力。体内实验中,我们首先准备了包含有shG9A的慢病毒,使其感染细胞,并使用嘌呤霉素进行选择性培养,通过检测G9A的表达和验证细胞体外增殖和转移的效率之后,筛选出G9A稳定低表达的细胞株,扩大培养该细胞后注射到BALB/c裸鼠皮下进行了异植瘤实验,监测沉默G9A后对CRC细胞的体内增殖的影响。随后我们运用Real-Time PCR和Western Blot方法分别检测丝氨酸合成通路上相关代谢酶在核酸水平与蛋白水平上的变化。为了进一步明确G9A的作用机制,我们选择了染色质免疫共沉淀结合PCR的技术来确定G9A的直接作用位点,并在沉默G9A表达之后检测了细胞周期的变化。结果:数据库生物信息学分析及临床病人样本分析显示,G9A在CRC组织中表达量明显高于正常组织,在细胞水平上利用siRNA沉默G9A基因表达和用化学试剂BIX01294抑制G9A后,三种细胞的体外增殖速度、侵袭和迁移能力均有所下降。随后利用慢病毒筛选了G9A稳定低表达的细胞株,发现这些细胞的体外增殖、侵袭与迁移能力也都降低,与瞬时沉默G9A基因的实验结果是一致的。最后的裸鼠异植瘤实验发现G9A低表达的实验组肿瘤的大小及重量,包括生长速度均小于对照组,说明沉默G9A抑制了CRC细胞的体内增殖。而以上结果和之前单独沉默PSAT1的结果相一致,同时在细胞水平上利用siRNA沉默G9A基因表达后,丝氨酸合成通路上的关键代谢酶PSAT1的核酸转录和蛋白质表达均明显降低,这一结果在用化学试剂BIX01294抑制G9A和shG9A稳定沉默G9A的表达后得到进一步验证,说明G9A很可能是通过调节PSAT1调控CRC中的丝氨酸合成通路来调节CRC细胞的增殖的。通过染色质免疫共沉淀实验,我们发现抑制G9A后PSAT1的一甲基化水平下降,说明G9A很有可能是通过调节PSAT1的一甲基化水平来激活其转录,所以一旦G9A的表达降低,PSAT1的表达也就随之降低。并且沉默G9A后,明显导致细胞周期G1期的延长,所以细胞增殖和转移能力的下降,很有可能与细胞周期阻滞有关。结论:实验研究发现G9A在CRC组织中表达水平较高,它通过H3K9me1亚型转录激活PSAT1的一甲基化来调控丝氨酸合成通路的表达,从而影响结直肠癌细胞的增殖。沉默G9A后,抑制PSAT1转录导致细胞周期的阻滞,降低CRC细胞的增殖与转移能力。通过本研究,为以后CRC的临床诊断与治疗提供了潜在的靶标。