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背景胃癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一,在全球肿瘤死因排名第二,目前胃癌发生机制尚未明了,进展期胃癌缺乏有效的治疗方法,5年生存率仅30%。目前关于胃癌的蛋白质组学研究很多,但尚无应用蛋白质组学技术筛选胃癌发生发展的不同阶段(正常胃粘膜组织、萎缩性胃炎伴轻度异型增生、中度异型增生、重度异型增生及粘膜内腺癌)分子标志物的研究。目的检测胃癌发生发展过程不同阶段胃组织的差异表达蛋白分子,筛选胃癌分子标志物,评估差异蛋白潜在的生物学功能,为胃癌的诊断及个体化治疗策略提供新的依据。方法1)选取150例10%中性缓冲福尔马林固定石蜡包埋胃组织标本,分为5组:正常胃粘膜组织、萎缩性胃炎伴轻度异型增生、中度异型增生、重度异型增生及粘膜内腺癌的典型病变各30例。2)手工显微切割选取目标组织,用非标记蛋白质组学(Label-free)联合液性色谱质谱(LC-MC/MC)检测各组总蛋白质表达谱,筛选各组显著差异表达的蛋白质,再利用Maxquant软件进行蛋白质Gene ontology(GO)富集分析和KEGG通路富集分析。3)在制作组织芯片后,利用免疫组化方法对ERGIC1基因表达进行验证。应用慢病毒过表达载体将ERGIC1基因转染至人胃腺癌细胞系SGC-7901及BGC-823,进行MTT及细胞凋亡实验,以检测过表达ERGIC1基因对胃腺癌细胞SGC-7901及BGC-823增殖和凋亡的影响。4)用免疫组化方法检测291例胃癌组织芯片中FAM83D蛋白的表达水平,并分析其和临床病理学特征及生存预后之间的相关性。5)分别应用RNAi靶向沉默和慢病毒目的基因转染技术敲减或过表达胃癌细胞中FAM83D基因的表达,同时进行细胞计数、MTT实验、克隆形成、细胞周期、细胞凋亡及transwell侵袭实验,以检测FAM83D基因靶向敲减或过表达对胃癌细胞生物功能学的影响。6)通过裸鼠成瘤实验,观察靶向沉默FAM83D基因对胃腺癌细胞裸鼠成瘤的影响。7)Western blot检测靶向沉默或过表达FAM83D基因对Wnt/β-catenin信号通路活性的影响。结果1)根据LC-MS/MS检测结果及生物信息学分析,5组不同瘤变阶段的胃组织间的差异蛋白种类为355个(以标准大于或小于1.2且P值<0.05具有统计学意义)。2)LC-MS/MS检测结果及分析发现,在正常胃组织,伴轻、中、重度异型增生的胃粘膜及粘膜内癌组织中,ERGIC1的表达量逐渐下降,而DNA-PKcs表达量逐渐上升;含有160例样本的组织芯片的免疫组化的结果进一步证实了LC-MS/MS检测结果中ERGIC1及DNA-PKcs的表达趋势。3)在人胃腺癌SGC-7901和BGC-823细胞中,ERGIC1的过表达明显抑制细胞的增殖能力并促进细胞凋亡。4)根据LC-MS/MS检测及生物信息学分析结果,正常胃粘膜与粘膜内癌组织之间的差异蛋白质数目为55个(以标准大于2且P值<0.05具有统计学意义)。其中,与正常胃组织相比,胃粘膜内癌组织中FAM83D表达量升高尤为明显。此外,以本中心291例临床样本制作的组织芯片的免疫组化染色结果也进一步证实了正常胃粘膜和粘膜内癌组织中FAM83D蛋白的表达差异。随后,Kaplan-Meier生存分析及Oncomine数据库信息分析表明FAM83D表达水平与胃癌病人的总体生存和无病生存期呈负相关,同时还与胃癌的大小、分化及转移等临床病理特征相关。5)靶向沉默胃癌AGS和SGC-7901细胞中FAM83D基因后,MTT检测结果显示,胃癌细胞活力、增殖能力明显减弱;细胞克隆形成能力检测显示,胃癌细胞克隆形成能力受到抑制;流式细胞仪检测显示,胃癌细胞处于G1期的细胞增加,停滞在细胞周期的G0/G1期,而处于S期的细胞减少;transwell侵袭实验显示,胃癌细胞的迁移能力及转移能力减弱。相反地,过表达FAM83D后,胃癌细胞活力、增殖能力及克隆形成能力增强,处于G1期细胞减少,进入S期的细胞增多,迁移能力及转移能力增强。6)靶向沉默FAM83D基因可明显抑制胃癌细胞AGS在裸鼠皮下成瘤。7)靶向沉默AGS和SGC-7901细胞FAM83D基因后,Western blot检测显示p-GSK-3β蛋白表达水平明显升高,β-catenin及下游蛋白cyclinD1、c-Myc蛋白表达水平下降;过表达FAM83D基因后,p-GSK-3β蛋白表达水平明显降低,β-catenin及下游蛋白cyclinD1、c-Myc蛋白表达水平升高。结论在胃癌发生发展的不同阶段(正常胃粘膜组织、萎缩性胃炎伴轻度异型增生、中度异型增生、重度异型增生及粘膜内腺癌),蛋白质的表达存在明显的差异,这些差异蛋白具有成为胃癌早期诊断及靶向分子治疗标记物的潜能。DNA-PKcs和ERGIC1的差异表达与胃癌的发生过程有关;DNA-PKcs和ERGIC1分别是潜在的胃癌促癌基因和抑癌基因,尚需后续研究证实。FAM83D的表达水平与胃癌病人的总体生存和无复发生存期之间呈负相关,且与胃癌的直径大小、分化及远处转移等临床病理特征显著相关。FAM83D可能通过调控Wnt/β-catenin信号通路活性影响胃癌细胞的增殖和转移能力,FAM83D具有成为胃癌预后分子标志物及药物靶点的潜在价值。