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目的:乳腺癌是女性最常见的一种恶性肿瘤,据估计每年全球有超过一百万的女性罹患该病,约占肿瘤总数的25%。乳腺癌也是女性因癌症死亡的第二大原因。我国乳腺癌的发病率呈持续上升的趋势,尤其是沿海开放城市,上升更快。因此,乳腺癌已成为当前对女性健康危害最为严重的肿瘤问题之一。很多肿瘤相关因子表达出现异常或功能出现相关改变与乳腺癌的发生和发展过程紧密相关,而深入研究这些肿瘤相关因子的功能和作用机制为发现乳腺癌治疗新靶点和疾病的早期预防提供了可能。Rab蛋白是小分子G蛋白家族(Ras超家族)中最大的一个分支,是一族分子量为20 000~30 000的GTP结合蛋白,共有60多种亚基,大约由200个氨基酸组成。它们在生物进化的过程中高度保守,几乎在所有的真核生物中存在,在不同物种中表现出功能和数量的多样性。目前,在人类已发现约70种Rab蛋白,其中大部分在组织中广泛分布,主要定位于特定的细胞器和囊泡。Rab蛋白参与囊泡的形成、转运、粘附和融合等过程,进而调控着大量蛋白的水平和定位,因此,Rab蛋白通过膜运输调控细胞的增殖、代谢、粘附和迁移等功能。Rab13作为其家族成员之一,位于1q21.3上,其基因序列与Rab8有61%的同源性,与其它的Rab蛋白的相似程度少于47%。随着对Rab13认识的深入,人们发现它不仅仅单纯的调控囊泡转运,而且在恶性肿瘤的发生和发展中发挥着重要的驱动作用。但Rab13目前在乳腺癌中的研究非常少,目前只有3个相关的研究报道。因此,本研究通过在乳腺癌组织和细胞中,通过体内和体外实验研究Rab13在乳腺癌的发生发展中的作用和促进乳腺癌恶性生物学行为的作用机制,为乳腺癌的治疗提供新的思路和可能的靶点。方法:1.采用Westernblot、免疫组化、RT-PCR等方法在乳腺癌组织和正常乳腺组织进行Rab13表达差异的比较;选取2011年-2012年于我院就诊的80例患者的乳腺癌组织石蜡切片,采用免疫组化法检测Rab13表达情况,并将之与临床病理学指标进行相关性分析。同时对这些患者进行随访,采用Kaplan-Meier生存分析法比较Rab13表达的高低对患者生存预后的影响。2.构建沉默Rab13的乳腺癌MCF7和MDA-MB-231细胞系,采用体外平板克隆形成实验、Cell Counting Kit-8(CCK-8)法和裸鼠体内成瘤实验检测敲减Rab13对乳腺癌细胞增殖活性的影响;采用基质胶侵袭(Transwell)实验检测敲减Rab13后乳腺癌细胞侵袭能力的变化;采用流式细胞仪检测Rab13对乳腺癌细胞凋亡的影响。3.下载乳腺癌GEO数据集GSE54002,经数据归一化、标准化等处理后,进行Rab13高表达组和低表达组的基因差异表达分析,进一步对筛选出的差异基因进行GO分析和KEGG分析,从而探索Rab13相关差异表达基因富集的生物学过程和信号通路。进一步通过转染质粒,应用Westernblot和RT-PCR方法,检测敲减和过表达Rab13后EMT相关标记物E-cadherin、N-cadherin和Vimentin的变化,以及应用Westernblot检测Rab13敲减后ERK1/2磷酸化的比例。最后对加入ERK1/2抑制剂和敲减Rab13+ERK1/2激动剂两组进行EMT相关标记物E-cadherin、Ncadherin和Vimentin蛋白表达的检测。结果:1.Rab13蛋白在乳腺癌中表达明显高于正常乳腺组织(65%vs10%,p<0.001),其表达水平与年龄(≤50岁或>50岁,P=0.037)、ER(P=0.045)负相关,Rab13在淋巴结转移组(P=0.040)及Ki67高表达组(P=0.017)表达高,与TNM分期、肿瘤大小、PR、Her-2无明显相关(P>0.05);Rab13高表达的乳腺癌患者总生存时间较低表达者短,预后可能差(P=0.026)。2.在MDA-MB-231和MCF-7细胞系中,敲减Rab13后乳腺癌细胞的增殖活性也受到明显的抑制,裸鼠体内肿瘤的生长减慢;乳腺癌细胞侵袭能力明显降低,细胞凋亡的比例明显增加。3.GO分析与Rab13相关的差异表达基因主要参与细胞粘附、迁移和增殖等生物过程,这可能提示在乳腺癌细胞增殖、粘附和迁移的过程中Rab13发挥重要的作用。敲减Rab13后抑制乳腺癌细胞的EMT和ERK1/2通路的磷酸化,过表达野生型Rab13和突变型的Rab13-GTP后,促进ERK1/2通路的磷酸化和EMT。Rab13通过ERK1/2通路促进乳腺癌EMT。结论:Rab13在乳腺癌组织中的表达量较正常乳腺组织高,与年龄、淋巴结转移、ER表达、Ki67明显相关。Rab13高表达组乳腺癌患者的OS短。敲减Rab13后可以显著抑制乳腺癌细胞的增殖能力,促进乳腺癌细胞的凋亡,抑制乳腺癌细胞的侵袭。Rab13可以通过ERK1/2通路促进乳腺癌细胞的EMT。本研究深入探讨了Rab13在乳腺癌发生发展的作用,为及其分子机制提供了理论依据,为乳腺癌的治疗提供可能的新的治疗靶点。