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背景:肺癌居肿瘤相关死亡的首位,其5年生存率仅为10%到15%。按照组织学类型分类,肺癌分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌,非小细胞肺癌由腺癌、鳞癌和大细胞癌组成,约占肺癌的80%。近年来,肺腺癌发病率急剧上升,已成为肺癌最多的亚类。众所周知,肿瘤是在多种因素作用下,导致细胞内基因突变或表达改变,积累至一定量后产生的。因此,差异表达基因成为了肿瘤研究的中心环节。 目的:研究肺癌差异基因表达模式,寻找新的肺癌相关基因,新的肺癌标志物;研究差异表达基因的表达及功能。 方法:用抑制性消减杂交技术建立了肺腺癌的差异表达基因文库,然后用生物信息学对文库进行深入分析,并在文库中选取16个基因,用定量PCR法在肺癌组织和其配对的癌旁组织中进行筛选,然后用定量PCR、免疫组化、免疫荧光、免疫印迹、RNA干扰、基因过表达和细胞功能实验(迁移、增殖)等方法研究差异表达基因在肺癌中的表达和生物学功能。 结果:在正向杂交文库(FSL)中,获得177个基因和44条未知的ESTs片段,在反向杂交文库(RSL)中,获得59个基因和10条未知的ESTs片段。在这些基因中,正向杂交文库中的152个基因和反向杂交文库中的54个基因在过去的肺癌消减杂交文库中未报道过。进一步生物信息学分析显示,这些差异表达基因具有重要的病理生理功能,参与了癌症的发生、分子运输、细胞信号转导、细胞周期、细胞增殖、细胞凋亡、细胞运动等功能。用定量PCR法对16个基因分析结果显示,在肺癌组织中,来自于正向杂交文库的ERGIC3,DDR1,HSP90B1,SDC1,RPSA,LPCAT1的mRNA明显上调,来自于反向杂交文库的GPX3,TIMP3则明显下调。此外,来自于正向杂交文库的DDX58,CCNDBP, TMSB4X,CXCL17,FOXA2,C4BPA, SCGB3A1水平上调,但没有统计学差异;而来自于正向杂交文库和反向杂交文库所共有的基因CD9水平上调,也没有统计学差异。对ERGIC3深入研究,发现ERGIC3的mRNA水平和蛋白水平在肺癌组织和多个肺癌细胞系中表达异常升高。免疫组化结果表明ERGIC3在肺癌组织的细胞质中呈强阳性染色,在支气管上皮组织和正常肺组织的细胞中染色呈阴性。统计分析结果显示,染色的阳性率与肺癌的组织学类型和分化程度有明显相关性,在腺癌中的阳性率高于鳞癌,高分化肺癌染色阳性率高于低分化肺癌;但是,ERGIC3阳性率与肺癌患者的年龄、性别、吸烟和临床TNM分期没有明显相关性。免疫荧光染色结果显示,在体外培养的肺癌细胞中,ERGIC3主要定位于高尔基体和内质网。在肺癌细胞EPLC-32M1,801D和NCI-H446中,ERGIC3主要分布于细胞核一侧,形成“新月状”结构;而在肺癌细胞SPCA-1,GLC-82和A549中,ERGIC3分布于细胞核周围,形成“圆环状”结构。ERGIC3与另外两个主要定位于高尔基体的蛋白MUC1、ST6Gal(I)共定位。细胞功能实验结果显示,在内源性ERGIC3表达很高的GLC-82中,抑制ERGIC3的表达,细胞的增殖能力和迁移能力受到抑制;而在内源性ERGIC3表达很低的永生化人支气管上皮细胞BEAS-2B中,增加ERGIC3的表达,细胞的增殖能力和迁移能力明显加强。为进一步研究ERGIC3在肺癌中的功能,用A549细胞建立稳定过表达ERGIC3细胞株,划痕实验结果表明,稳定过表达ERGIC3后,A549细胞的迁移速度也明显加快。但是,培养液中分泌蛋白MUC2的浓度没有明显改变,细胞的形态学也没有明显变化。 结论:建立两个肺腺癌差异表达基因文库,发现一批新的肺癌相关基因,这些差异表达基因为进一步研究非小细胞肺癌的生物学机制,寻找肺癌诊断、治疗靶标提供基础;ERGIC3在肺癌中异常高表达,在正常肺组织和支气管上皮组织中不表达,可能是一个新的潜在的肺癌标志物;ERGIC3促进细胞增殖和迁移,ERGIC3可能是一个新的肺癌相关基因。