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大肠癌正成为人类发病率最高的恶性肿瘤之一,而从分子生物学层面探讨大肠肿瘤发生、发展的机制是目前研究的热点。BMP7-Ids言号通路在恶性肿瘤中的作用近年来正逐步得到关注,但很多问题未得到阐明。本实验以BMP7因子作为研究中心,首先检测在临床大肠癌组织标本中BMP7、它的Ⅰ型受体ALK2、它的下游分子Id2和Id3的mRNA和蛋白的表达,探讨其与临床因素的相关性,它们之间的关系；随后通过在大肠癌细胞株中添加不同浓度的BMP7因子,观察细胞侵袭性和增殖性的变化,相关周期蛋白表达的变化；最后,通过基因干扰,将BMP7基因下游的两个因子Id2和Id3沉默,探讨在BMP7因子促进侵袭性和增殖性的过程中,Id2和Id3所起的作用。第一部分BMP7-Ids信号通路相关分子在大肠癌中的表达及临床意义目的探讨临床大肠癌组织标本中BMP7、它的Ⅰ型受体ALK2、它的下游基因Id2和Id3的mRNA和蛋白的表达,与临床因素的关系,它们相互之间的关系；并检测相关大肠癌细胞株BMP7蛋白的表达。方法临床收集60例大肠癌组织和癌旁正常组织标本,并去病理科收集这些病人的石蜡切片标本。采用Real-Time PCR和免疫组化方法分别检测这些标本中BMP7、ALK2、Id2和Id3基因的mRNA和蛋白表达,分析它们的临床意义；采用ELISA方法检测大肠癌细胞株SW480、HCT116和HT29的BMP7蛋白的表达。结果大肠癌组织中BMP7的mRNA和蛋白表达明显高于正常组织,BMP7的mRNA表达与肿瘤浸润深度、是否有淋巴结转移和肝转移以及Duke分期明显相关,BMP7的蛋白表达与mRNA表达明显相关；大肠癌组织中ALK2的mRNA和蛋白表达明显高于正常组织,ALK2的蛋白表达与mRNA表达明显相关;大肠癌组织中的Id2的mRNA(?)蛋白表达明显高于正常组织,Id2的mRNA表达与肿瘤浸润深度和是否有肝转移明显相关,Id2的蛋白表达与mRNA表达明显相关；大肠癌组织中Id3的mRNA和蛋白表达与正常组织相比无明显差异；大肠癌组织中Id2的mRNA表达与BMP7的mRNA表达明显相关。在大肠癌细胞株中,HT29细胞几乎不表达BMP7因子,SW480细胞的BMP7因子表达量很微弱。结论BMP7mRNA在大肠癌组织中明显表达,且与肿瘤浸润深度、淋巴结和肝转移以及Duke分期明显相关；Id2mRNA在大肠癌组织中明显表达,且与肿瘤浸润深度和肝转移明显相关,这两个因子的mRNA表达明显相关。BMP7mRNA和Id2的蛋白表达在肿瘤中明显升高,并且均与mRNA表达明显相关。Id3在肿瘤中的mRNA和蛋白表达均无增高。第二部分BMP7因子对大肠癌细胞增殖性及侵袭性的影响目的探讨BMP7因子对大肠癌细胞株侵袭性和增殖性的影响,对相关细胞周期依赖性蛋白激酶及其抑制剂表达的影响,以及对其下游Id2和Id3因子表达的影响。方法通过在大肠癌细胞株HT29中添加不同浓度的BMP7因子,并和对照组比较,用细胞侵袭实验、MTT实验、流式细胞检测和Western Blot)实验观察细胞侵袭性和增殖性的变化,检测相关细胞周期依赖性蛋白激酶及其抑制剂的表达变化以及下游的Id2和Id3因子表达的变化。结果BMP7因子可以以浓度依赖性的方式增加大肠癌细胞株侵袭性和增殖性,并诱导细胞周期素Cyclin D1和周期依赖性蛋白激酶CDK4蛋白的表达,抑制细胞周期依赖性蛋白激酶抑制剂P21蛋白的表达；此外,BMP7因子还可诱导其下游Id2和Id3因子的表达,并以Id2因子的诱导更为显著。结论BMP7可增加大肠癌细胞的侵袭性和增殖性,而这一作用可能与细胞周期素Cyclin D1和周期依赖性蛋白激酶CDK4蛋白的表达的增加和细胞周期负性调控因子P21蛋白的表达的减弱有关；BMP7因子还可诱导其下游Id2和Id3因子的表达,并以Id2因子的诱导更为显著。第三部分Ids因子在BMP7-Ids信号通路中的作用目的探讨Id2和Id3基因在BMP7因子促进大肠癌细胞侵袭和增殖过程中所起的作用。方法采用siRNA对大肠癌细胞株TH29的Id2和Id3基因进行干扰,用WesternBlot方法验证转染效果。随后分别与阳性对照和阴性对照比较,用细胞侵袭实验、MTT实验、流式细胞检测和Western Blot实验观察各组大肠癌细胞株侵袭性和增殖性的变化,以及相关细胞周期调控因子和负性调控因子表达的变化。结果经质粒转染后,通过Western Blot验证,发现Id2和Id3蛋白表达明显下降,说明转染成功。大肠癌细胞经Id2沉默后,与阳性对照组相比,细胞侵袭性和增殖性明显下降,Cyclin D1表达明显下降,P21表达明显上升；而经Id3沉默后,虽然也观察到上述类似的变化,但变化幅度均不如Id2干扰组；而同时干扰Id2和Id3后,并未发现协同或叠加效应。结论在BMP7促进大肠癌细胞侵袭性和增殖性的过程中,Id2起了重要作用,而Id3起了相对次要的作用,并且这两个因子并不存在协同或叠加作用。