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研究背景与目的胃癌(gastric cancer, GC)是最常见的消化道恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率分别位居全球癌症的第4位和第2位,每年新发病例约1,000,000例。接近一半的胃癌发生在东亚地区,尤其是中国。多数患者就诊时已处于晚期阶段,治疗效果差,预后不佳,这严重危害国民的生活质量,是亟待解决的重大公共卫生问题。胃癌的发展是一个多因素、多步骤、多基因作用的复杂的生物学过程,目前胃癌发病的分子机制尚不明确。胰岛素样生长因子(IGFs)家族是一种与胰岛素高度同源的蛋白家族,细胞表面受体(IGF-1R和IGF-2R)与相应的配体(IGF-1和IGF-2)结合形成IGF信号通路。IGF-1通过激活细胞膜外受体一胰岛素样生长因子(IGF-1R),启动MAPK通路和PI3k/Akt信号通路,参与多种肿瘤的发生发展,如细胞增殖、凋亡、细胞分化及血管生成等。FoxO1是叉头转录因子家族成员,是PI3K/Akt通路下游的效应分子,参与细胞增殖与细胞凋亡的重要的转录因子。FoxO1活性受到磷酸化、乙酰化、泛素化等调节。IGF-1信号通路在胃癌中的作用及具体机制罕有报道。那么,IGF-1是否通过PI3K / Akt信号通路对FoxO1的活性调节,进而影响胃癌细胞生长呢?因此,在研究中,我们探讨IGF-1通路在胃癌事件中的调控机制及相关生物学功能,为今后胃癌的临床诊断和治疗新靶点提供理论依据。方法1.收集2008年至2013年在山东大学附属干佛山医院胃肠外科住院治疗的29例胃癌患者,以26例正常健康对象作为对照。放射免疫分析法检测胃癌患者及正常健康对象中血清中IGF-1的水平。Western blot方法检测29例患者及配对正常的癌旁组织中磷酸化IGF-1R的表达情况。2.选取胃癌细胞株AGS作为研究对象,分别用IGF-1(100ng/ml)Akt抑制剂LY294002(20 μ mol/1)以及雷帕霉素(200nmol/1)三种药物处理细胞株,采用western blot方法检测磷酸化IGF-1R、磷酸化Akt,磷酸化mTOR蛋白表达情况,应用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT)检测胃癌细胞增殖的变化情况。3.采用基因转染的方法,将持续核表达的FoxO1质粒转染至AGS细胞中,转染后的细胞标记为AGS-nFoxO1细胞。免疫细胞荧光法检测FoxO1的表达定位情况。经IGF-1处理后,应用Western blot方法检测IGF-1对空载体及FoxO1转染AGS细胞后磷酸化IGF-1R、磷酸化Akt、磷酸化mTOR蛋白表达情况。MTT法检测持续核表达FoxO1后胃癌细胞增殖的变化。结果1.胃癌患者血清中IGF-1水平高于正常健康对照人群。与配对的正常组织相比,胃癌组织中磷酸化IGF-1R(pIGF-1R)的水平较高。2.经浓度100ng/ml的IGF-1处理细胞系AGS和SNU-5后pIGF-1R、p-Akt、 p-mTOR均显著增加；细胞增殖实验显示均促进了胃癌细胞的生长。经特异性Akt抑制剂LY294002处理后,IGF-1对Akt磷酸化作用、mTOR磷酸化作用完全消失,且能促进胃癌细胞的生长。而经mTOR抑制剂雷帕霉素处理后,IGF-1对mTOR磷酸化作用完全消失,但不影响IGF-1R磷酸化作用及Akt磷酸化作用,同时对胃癌细胞生长无明显影响。3.将持续核表达的FoxO1的质粒转染至AGS细胞中,免疫荧光方法检测经IGF-1处理后的AGS-nFoxO1中FoxO1高表达,但不能被磷酸化,MTT显示胃癌细胞生长作用受到抑制。结论1.IGF-1R信号通路在胃癌发病机制中有一定作用。2. IGF-1R诱导Akt磷酸化促进胃癌细胞生长,但不改变mTOR磷酸化水平。Akt是IGF-1受体的激活的下游,是mTOR信号通路的上游。3.IGF-1促进胃癌细胞生长是非mTOR依赖性的。4.GF-1通过抑制FoxO1核保留促进胃癌细胞生长。5. IGF-1R/Akt/FoxO1轴可作为抑制胃癌生长的新靶点。