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恶性肿瘤已成为了危害人类健康的重大疾病之首,临床上90%的恶性肿瘤病人死于肿瘤转移。由于对肿瘤转移发生发展的机制还不清楚,所以到目前临床上针对肿瘤的转移仍缺乏有效治疗,因此研究控制恶性肿瘤转移的分子病理机制是肿瘤防治措施的关键步骤。本研究运用的全基因组随机突变技术平台,在基于piggyBac转座子的基因搜寻载体中引入了Tet-off基因表达调控系统,通过全基因组随机插入和打开或关闭基因,导致不转移或低转移的肿瘤细胞变成具有高转移能力的肿瘤细胞,从而在全基因组范围内筛选得到与这种转变具有因果关系的基因。临床和肿瘤病理分析表明肿瘤的恶性程度与其分化程度有关,分化程度越低,恶性程度越高,转移能力也就越强。畸胎瘤细胞具有干细胞和低分化特性,多形成良性肿瘤,利用畸胎瘤和随机基因突变技术来研究控制转移的关键基因将揭示肿瘤分化与肿瘤转移的关系及其分子病理机理。本研究以具有干细胞特性和转移能力较低的小鼠睾丸畸胎瘤细胞F9作为模型,利用随机基因突变技术进行全基因组范围内的随机基因突变,建立了拥有109万突变细胞克隆的全基因组突变库,估计突变基因可以覆盖基因组编码基因3倍；突变细胞库分别接种小鼠皮下、腹腔和尾静脉,进而体内筛选和分离得到88株高转移细胞株；将这些高转移细胞株再次接种至动物体内,通过+/-Doxycyclin介导的基因突变和基因突变逆转,进一步体内验证转基因突变与肿瘤转移的因果关系,获得114株高转移能力的细胞株；通过Splinkerette PCR基因克隆和测序分析基因搜寻载体插入位点和突变类型,确认有32个基因突变与小鼠F9睾丸畸胎瘤细胞转移有因果关系,其中有已知在肿瘤转移中发挥重要作用的基因,如Smad1、Tgfbr3、Ccnd3等,大部分基因在肿瘤转移中的作用未见报道,包括WDR44、TSC22D1等基因。这些基因中Smad1、Tgfbr3、TSC22D1等多个基因都属于与肿瘤转移有重要关联的TGFβ信号通路,其中TSC22D1处于该信号通路的下游,直接作用于效应蛋白发挥转录抑制因子的作用,从而调控细胞生长、衰老、更新和分化,因此为进一步研究TGFβ信号通路在肿瘤转移中的分子病理机制提供了新的切入点,为临床上恶性肿瘤的诊断和治疗提供了潜在的生物标志物和靶点。