HIP1R在胃癌中的表达及功能与分子机制研究

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目的:胃癌目前仍然是世界范围内广泛分布的恶性肿瘤,尽管最新的全球癌症统计显示胃癌的新发癌症病例数和死亡病例数均明显降低,但胃癌的死亡率在恶性肿瘤中依旧排在前列。胃癌的临床症状通常出现在疾病发展的进展期,大多数病人在进展期才被诊断发现,导致治疗手段有限。此外,术后的高复发率和高远处转移率也是导致胃癌预后不良的主要原因。因此,探寻新的胃癌诊疗生物标志物和潜在治疗靶标仍然十分迫切且具有重要科学意义。亨廷顿蛋白互作蛋白1相关蛋白(Huntingtin-interacting protein 1-related,HIP1R)是一个多结构域蛋白,具有多种细胞功能,包括改变T细胞介导的细胞毒性和控制细胞内的物质转运等。近年来关于HIP1R在肿瘤研究及肿瘤免疫治疗方面的报道不断增加,但其在胃癌中的临床意义和作用机制尚未被研究报道。因此,我们探讨其在胃癌发生发展中的分子机制,为胃癌的治疗提供新思路和治疗靶标。研究方法:第一部分,通过挖掘公共数据库和利用本中心收集的30对组织样本检测HIP1R的表达情况,并利用免疫组化在包含580例胃癌及癌旁非癌组织的组织芯片中检测HIP1R的表达水平。然后,通过对胃癌组织芯片的数据分析,探究其表达水平与临床病理资料及预后的关系。我们还利用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)评价HIP1R的诊断效能。进一步利用现有的公共数据库探究了HIP1R与免疫评分、免疫细胞组分、肿瘤突变负荷、微卫星不稳定性以及肿瘤错配修复基因之间的关系。第二部分,我们首先利用实时定量PCR(quantitative real‐time polymerase chain reaction,q RT-PCR)检测4种胃癌细胞系(AGS,HGC27,SGC7901,MGC803)和正常胃黏膜细胞系GES1中HIP1R的表达水平。然后通过流式细胞术、Transwell、CCK-8、集落形成和Ed U实验测定HIP1R在细胞凋亡、迁移、侵袭和增殖方面所具有的细胞学功能。利用TCGA数据库中胃癌相关数据,使用cluster Profiler R软件包进行基因富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)预测HIP1R下游信号通路。Western blot验证相关信号通路中的关键分子,最后运用胃癌组织芯片进一步验证表达相关性。结果:Oncomine公共数据库显示,与癌旁非癌组织相比较,HIP1R在胃癌组织中的m RNA表达水平明显降低。组织验证结果显示HIP1R在胃癌中明显降低(m RNA:癌旁非癌组织34.12±17.013 vs胃癌组织20.99±12.371,P<0.001;蛋白:癌旁非癌组织3.33±0.200 vs胃癌组织2.99±0.211,P<0.001)。免疫组化结果显示,在380例癌旁非癌组织中有352例HIP1R高表达(93%),在胃癌组织中只有55%(209/380)的胃癌组织HIP1R高表达。胃癌组织中HIP1R的低表达与淋巴结转移(P<0.05)和胃癌低分化(P<0.05)呈正相关。ROC曲线结果显示AUC为0.791。生信分析显示HIP1R的表达量与T细胞(r=0.138,P<0.05)、Th2细胞(r=0.247,P<0.05)、Treg(r=0.325,P<0.05)呈正相关性,而与NK细胞(r=-0.293,P<0.05)呈负相关性。与正常胃粘膜细胞系GES1相比,HIP1R在胃癌细胞系中普遍低表达。过表达HIP1R促进胃癌细胞凋亡(空载体:5.64±0.66 vs HIP1R过表达质粒:20.12±0.26,P<0.001);敲除HIP1R抑制胃癌细胞凋亡(对照组si RNA:29.88±3.00 vs HIP1R si RNA:14.74±1.42,P=0.001)。Ed U实验、CCK8实验和集落形成实验显示,过表达HIP1R抑制胃癌细胞增殖(P<0.01);敲除HIP1R促进胃癌细胞增殖(P<0.01)。Transwell实验显示,过表达HIP1R抑制胃癌细胞的迁移(P<0.01)和侵袭(P<0.05);敲除HIP1R促进胃癌细胞迁移(P<0.01)和侵袭(P<0.001)。Western blot实验结果显示,过表达HIP1R组p-Akt、p-m TOR的表达水平降低,而Cleaved Caspase-9和Bak蛋白的表达水平升高。敲除HIP1R组中p-Akt、p-m TOR的表达水平升高,而Cleaved Caspase-9和Bak蛋白的表达水平降低。过表达HIP1R组E-Cadherin表达增加,Vimentin表达降低,敲除组结果相反。73例胃癌组织芯片免疫组化验证结果显示,HIP1R的表达与p-Akt的表达呈负相关性(P=0.015)。结论:1、HIP1R在胃癌组织及胃癌细胞中表达显著降低。2、HIP1R对胃癌及癌旁非癌组织的鉴别具有一定意义。3、HIP1R对胃癌细胞的凋亡具有促进作用而对胃癌细胞的增殖、迁移及侵袭具有抑制作用。4、HIP1R可能通过调控PI3K/Akt信号通路中的Akt分子进而调节胃癌细胞功能。
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