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研究背景和目的:肿瘤细胞的高增殖能力是结直肠癌患者预后不良的主要原因之一。研究表明TAB3和PIM-1在结直肠癌的发生发展中,特别是在促进肿瘤的增殖中起重要作用,然而TAB3和PIM-1在结直肠癌中的关系及它们在促进结直肠癌发生和发展中的作用仍不清楚。本研究拟先检测结直肠癌组织中TAB3和PIM-1的表达,并对其相关性进行分析;其次通过体外和体内研究明确TAB3通过调控PIM-1表达对结直肠癌增殖生物学特性的影响;最后探讨TAB3调控PIM-1的分子生物学机制。方法:1、运用免疫组织化学、qRT-PCR和Western blot方法检测180例结直肠癌患者癌组织、癌旁组织中TAB3和PIM-1 mRNA及蛋白的表达水平,并利用散点图分析两者的相关性。通过qRT-PCR和Western blot的方法检测六种不同结直肠癌细胞株中TAB3和PIM-1 mRNA及蛋白的表达水平,并观察两者的相关性;2、降低结直肠癌细胞中TAB3的表达,通过qRT-PCR和Western blot方法检测细胞中PIM-1 mRNA和蛋白表达变化,然后利用平板克隆和EDU两种实验观察正常表达TAB3及沉默TAB3表达的结直肠癌细胞株增殖能力的变化。利用稳定转染shTAB3的结直肠癌细胞株建立人结直肠癌裸鼠皮下成瘤模型,观察荷瘤裸鼠肿瘤的生长情况,及通过免疫组织化学检测瘤体TAB3和PIM-1蛋白的表达情况;3、在结直肠癌细胞中沉默TAB3的表达的同时过表达PIM-1及在结直肠癌细胞中过表达TAB3的同时抑制PIM-1的表达,利用平板克隆和EDU实验观察结直肠癌细胞增殖能力的变化,并建立人结直肠癌裸鼠皮下成瘤模型,观察荷瘤裸鼠肿瘤的生长情况,及通过免疫组织化学检测瘤体TAB3和PIM-1蛋白的表达情况;4、利用Western blot及荧光素酶报告基因的方法证实TAB3通过STAT3调控PIM-1的表达;运用免疫组织化学和Western blot方法检测150例结直肠癌组织及癌旁组织中TAB3和p-STAT3(Tyr705)蛋白的表达水平并分析两者的相关性,然后分析TAB3和p-STAT3(Tyr705)与患者预后的关系;5、通过免疫共沉淀方法证实TAB3、TAK1及STAT3是否形成复合物,在结直肠癌细胞株中同时过表达TAB3和TAK1,沉默TAB3的同时过表达TAK1,沉默TAK1的同时过表达TAB3,在过表达TAB3的同时抑制TAK1的磷酸化,通过Western blot检测细胞中p-STAT3(Tyr705)及PIM-1的表达。结果:1、qRT-PCR的结果表明,TAB3及PIM-1的mRNA在结直肠癌组织中的表达均显著高于癌旁组织(P<0.001)。免疫组织化学及Western blot分析结果表明TAB3及PIM-1在肿瘤组织中的表达明显高于癌旁组织(P<0.001);通过散点图分析发现TAB3与PIM-1在mRNA和蛋白表达水平呈显著正相关(mRNA:r=0.3855,P<0.01;蛋白:r=0.2514,P<0.01);另外,qRT-PCR 和 Western blot结果发现在多种结直肠癌细胞系中TAB3与PIM-1在mRNA和蛋白表达水平也呈正相关。2、在SW480和LOVO结直肠癌细胞株中转染TAB3后,结果发现PIM-1 mRNA和蛋白的表达均减少,同时细胞的增殖能力明显下降(P<0.001);此外,体内实验证实稳定低表达TAB3组的SW480细胞株裸鼠皮下成瘤形成的肿瘤较对照组肿瘤体积和重量均明显减小(P<0.05),且免疫组化证实瘤体TAB3和PIM-1的表达均明显下降;另外,我们通过体内外实验进一步发现降低PIM-1可以逆转过表达TAB3所导致的结直肠癌增殖能力增强,反之增加PIM-1则可以抑制降低TAB3所导致的结直肠癌增殖能力下降(P<0.05)。3、我们通过Western blot及荧光素酶报告基因的方法证实在结直肠癌细胞株中TAB3通过STAT3通路调控PIM-1的表达。免疫组织化学及Western blot分析结果表明TAB3及p-STAT3(Tyr705)在肿瘤组织中的表达明显高于癌旁组织(P<0.001),通过散点图分析发现TAB3和p-STAT3(Tyr705)存在正相关(r=0.3539,P<0.01),生存分析发现TAB3和p-STAT3(Tyr705)共高表达患者预后显著差于TAB3或p-STAT3(Tyr705)单独过表达或二者均低表达患者;4、免疫共沉淀方法证实TAB3、TAK1及STAT3三者之间存在相互结合,同时过表达TAB3和TAK1,p-STAT3(Tyr705)及PIM-1的表达明显升高,沉默TAB3的同时过表达TAK1,沉默TAK1的同时过表达TAB3,p-STAT3(Tyr705)及PIM-1的表达均下降;在过表达TAB3的同时抑制TAK1的磷酸化,p-STAT3(Tyr705)及PIM-1的表达并没有升高。结论:TAB3通过与TAB3-TAK1-STAT3形成复合物促进STAT3磷酸化来调节PIM-1的表达从而调控结直肠癌细胞的增殖,且TAB3和p-STAT3(Tyr705)的共表达可以作为预测结直肠癌患者预后的预测因素。我们的发现为研究结直肠癌增殖机制提供了新的理论基础,并将为结直肠癌的防治靶点提供一个新的研究方向。