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目的:大肠癌(Colorectal cancer,CRC)是世界上发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,对人类健康构成了极大的威胁。大肠癌的发生发展是一个多步骤,多阶段,多途径,涉及诸多基因改变的复杂病理过程,此过程常涉及肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移等众多分子事件。深入研究大肠癌的发生发展机制,可以为大肠癌的治疗提供潜在的靶点。课题组前期的研究证实ASAP3(Arf GAP With SH3 Domain,Ankyrin Repeat And PH Domain 3)可促进体内胃酸的分泌。有文献报道ASAP3可促进肿瘤的转移,且ASAP3表达高的患者预后较差。ASAP3在大肠癌中的作用尚未明确,本课题旨在探讨ASAP3在大肠癌中的生物学作用及其可能的分子机制。方法:(1)首先分析基因表达谱数据中ASAP3在大肠癌及正常肠组织中的表达。Real time PCR和免疫组化方法分析来自仁济医院的90例大肠癌患者癌组织及对应癌旁组织中ASAP3的表达,并分析ASAP3的表达量与大肠癌患者临床病理特征之间的关系。Log-rank test法分析ASAP3的表达与患者预后之间的关系,Kaplan-Meier绘制生存曲线,Cox风险比例模型法分析临床病理特征对患者预后的影响,ROC曲线分析联合ASAP3和AJCC分期预测患者预后的特异性和敏感性。(2)在ASAP3高表达的细胞系中敲低ASAP3,在ASAP3低表达的细胞系中过表达ASAP3,CCK8实验检测ASAP3对大肠癌细胞增殖能力的影响,流式细胞仪分析ASAP3对细胞凋亡和细胞周期的影响,Transwell小室侵袭及迁移实验检测ASAP3对大肠癌细胞侵袭和迁移能力的影响。(3)采用基因集富集分析方法对大肠癌基因表达谱数据进行分析,探索ASAP3在大肠癌发生发展过程中可能参与的信号传导通路。采用Real time PCR和Western blot的方法检测信号传导通路相关基因的表达,CO-IP实验探讨ASAP3发挥作用的可能分子机制。(4)用AOM加DSS的方法在ASAP3 Knockout小鼠和野生型小鼠体内诱导肠癌模型,验证ASAP3对大肠癌发生发展的影响,观察两组小鼠的肿瘤数目、肿瘤大小、结肠长度和体重变化等指标。结果:(1)ASAP3在大肠癌组织中的表达明显高于正常组织,ASAP3的表达与肿瘤大小、淋巴结转移和AJCC分期密切相关。ASAP3表达高的大肠癌患者预后较差。联合ASAP3的表达和AJCC分期可以更好的预测患者的预后。(2)体外实验证实ASAP3能够促进大肠癌细胞的增殖、侵袭和迁移。ASAP3通过影响细胞周期的G1期来调节肿瘤细胞增殖,对凋亡无影响。(3)基因集富集分析发现在大肠癌中ASAP3可能影响NF-κB经典通路、细胞周期、肿瘤转移等信号通路。ASAP3可促进p65的磷酸化和核转位,通过调控NF-κB下游与细胞周期、转移相关基因的表达促进增殖和转移。COIP结果提示ASAP3能够与NEMO结合,通过影响NEMO的泛素化来调控NEMO的表达,ASAP3可能通过NEMO促进NF-κB经典通路的激活。(4)AOM加DSS诱导的肠道肿瘤主要位于远端大肠。与野生型小鼠相比,ASAP3Knockout小鼠体重变化小,肿瘤数量少,体积小,结肠长度较长,存活时间更长。结论:ASAP3在大肠癌组织中的高表达促进了肿瘤的增殖、侵袭和转移,从而影响大肠癌患者的预后。ASAP3可能通过调节NEMO的表达参与了NF-κB经典通路的激活,NF-κB激活后可调控下游与增殖和转移相关的基因,进而影响大肠癌的发生发展。上述发现丰富了大肠癌发生发展的分子机制,ASAP3有可能成为大肠癌治疗的新靶点。