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结直肠癌是人类常见的恶性肿瘤,早期症状隐匿,中晚期治疗效果不佳。如能早发现、早诊断,有望达到好的临床治疗效果。粪便隐血试验(FOBT)、结肠镜、肿瘤分子标记物血清学和组织学检查等是中晚期结直肠癌诊断主要手段,但对早期无症状人群的预防筛选、早期诊断和疗效预测价值有限。因而开发出新的技术和方法进行结直肠癌的诊断对临床显得尤为重要。miRNAs是一种小分子核苷酸,在正常人和疾病患者体液、血液、粪便脱落细胞中稳定存在,且常随着生理状况、疾病种类及病程的不同而发生特异性变化。大量研究证实在结直肠癌组织及粪便脱落细胞中均存在着与正常结直肠组织差异性表达的miRNAs,研究也提示miRNAs在结直肠癌的不同疾病阶段有差异性的表达,认为这类小分子标志物在结直肠癌的发生发展中起重要调节作用,因而miRNAs检测方法有望在结直肠癌诊断、治疗和预后判断成为新的特异性潜在肿瘤标志物。本研究旨在探讨与评价粪便脱落细胞miRNAs表达水平及在结直肠癌筛查中的应用价值。研究目的:探索以粪便为样本的用于我国结直肠癌患者早期诊断与早期筛查的miRNAs检测技术的可行性。再进一步探讨miR-3960靶向调控对结肠癌细胞生长、增殖的影响,为临床建立和制备出无创、操作便捷、价格低廉、敏感度和特异度良好的结直肠癌早期筛查方案提供新思路,也为进一步研究结肠癌分子理论基础和作用机制提供依据。本研究分三部分第一部分结直肠癌组织差异miRNAs的筛选方法:收集4组(结直肠癌旁正常组织、结直肠腺瘤、早期结直肠癌、中晚期结直肠癌)每组各4例组织标本,用基因芯片技术对组织中的miRNAs进行筛选,比较出各组间差异表达的目的miRNAs,q RT-PCR方法对基因芯片技术筛选出的目的miRNAs进行验证。结果:与正常组织比较,在结直肠腺瘤、早期结直肠癌、中晚期结直肠癌中表达显著上调的miRNAs:miR-21、miR-223、miR-5194;表达显著下调miRNAs:miR-381-3p、miR-3960。对选定的目标miRNAs采用q RT-PCR方法分别对正常组、腺瘤组、早癌组、中晚期癌组共16个组织标本进行验证,二者结果相符。第二部分粪便miRNAs在结直肠癌筛查中的应用价值初探方法:收集三组125例(正常对照29例、结直肠腺瘤48例(其中高级别瘤变8例)、中晚期结直肠癌49例)新鲜粪便脱落细胞,采用q RT-PCR的方法检测粪便脱落细胞中目的miRNAs的表达情况,与经典的检测方法粪便隐血试验(FOBT)、血清肿瘤抗原标记物进行比较,研究结直肠癌患者的粪便脱落细胞标本中miRNAs的变化规律,探索以粪便为样本的用于我国结直肠癌早期诊断与早期筛查的miRNAs检测技术的可行性。结果:1在所有125例粪便脱落细胞中均能检测出5个分子标记物,证实miRNAs在粪便脱落细胞中稳定存在。2 miR-381-3p、miR-3960在腺瘤组诊断中显示出高的诊断能力。3 miR-223、miR-3960与CEA在中晚期结直肠癌诊断中价值相似。粪便脱落细胞miR-3960在腺瘤组中晚期结直肠癌均表现出高的敏感度、特异度和诊断符合率,有望成为结直肠肿瘤筛查和诊断一种新型肿瘤检测指标。第三部分miRNA-3960对结肠癌细胞生长、增殖的影响方法:在本部分研究中我们对miR-3960可能的靶基因用生物信息学的方法进行预测和验证。构建结肠癌细胞株HCT116模型,在细胞水平对miRNA-3960靶向调控下游因子FOXP4对结肠癌细胞生长、增殖的影响进行研究。观察miR-3960高表达和低表达后细胞生长、增值的变化规律,初步探索miR-3960对下游靶基因的调控机制。结果:miR-3960在结肠癌组织和细胞株中均表现为下调,下游靶基因FOXP4在结肠癌组织上调;miR-3960是通过对下游基因FOXP4的靶向调节进一步调节细胞的生长增殖。miR-3960过表达能够减弱HCT116细胞的生长、增殖能力,逆转了FOXP4所引起的致癌作用。结论:1与正常组织比较,在结直肠腺瘤、早期结直肠癌、中晚期结直肠癌中miR-21、miR-223、miR-5194表达显著上调;miR-381-3p、miR-3960表达下调。2 miRNAs在粪便脱落细胞中稳定存在。miR-381-3p、miR-3960在腺瘤筛查中显示出高的诊断能力。miR-223、miR-3960与CEA在中晚期结直肠癌诊断价值相似。3结肠癌细胞株HCT116模型研究发现,miR-3960是结直肠癌形成过程中一个关键因子,能抑制结肠癌细胞的生长、增殖。miR-3960具有通过靶向调节FOXP4发挥抑癌的作用,进一步证实miR-3960与结肠癌的发生发展有密切关联。miR-381-3p、miR-3960是一种潜在的用于我国结直肠癌患者的早期诊断与普通人群的筛查新的肿瘤分子标记物。对粪便miRNAs检测有可能成为无创、操作便捷、价格低廉、敏感度和特异度好的结直肠癌早期筛查方法之一。