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结直肠癌是我国最常见的恶性肿瘤之一,其根治困难,极其复发转移。大量研究表明在结直肠癌发病过程中常伴有肠道黏膜屏障的显著改变。肠道黏膜屏障包括肠道上皮细胞、粘液层、肠道微生物等,其中黏蛋白是肠道粘液层的重要组成部分,具有保护、润滑、阻止细菌侵袭等作用,一旦其结构和数量出现异常变化,可能破坏肠粘膜屏障。已知黏蛋白的异常表达与结直肠癌的发生发展关系密切,但发病机制尚不明确。研究发现,黏蛋白是一类高度O-糖基化修饰的糖蛋白,O-糖基化反应异常可能影响黏蛋白的结构和功能。在结直肠癌患者中可检测到异常O-糖基化的存在,其中最明显的标志是肿瘤相关糖类抗原—Tn抗原的暴露,这一发现提示Tn抗原暴露介导的O-糖基化异常可能是导致结直肠癌中黏蛋白表达异常改变的重要因素,然而迄今为止还没有研究从O-糖基化异常的角度来分析结直肠癌中黏蛋白表达改变的分子机制。 目的:本文拟探讨结直肠癌患者肿瘤相关糖类抗原(TACAs)—Tn暴露(O-糖基化异常的标志物)与黏蛋白异常表达的关系,旨在从O-糖基化翻译后修饰的角度分析黏蛋白异常表达的分子机制。 方法:(1)首先采用免疫组化染色筛选出25例Tn抗原阳性的人结直肠癌组织及癌旁组织样本入选实验。然后再通过免疫组化染色分别检测黏蛋白(MUC1、MUC2、MUC4)的表达情况,综合分析Tn抗原暴露与黏蛋白异常表达的相关性;(2)通过流式细胞学技术检测人结肠癌细胞株LS174T(Tn抗原阳性表达)的黏蛋白(MUC2)的表达情况,同时以稳转wtCosmc的LS174T细胞(Tn抗原阴性)作为对照,观察比较O-糖基化对MUC2表达的影响作用;(3)进一步通过细胞免疫荧光技术检测上述两种结肠癌细胞株中黏蛋白(MUC2)的表达情况,以验证前面的实验结果。 结果:(1)在结直肠癌患者中黏蛋白(MUC1、MUC2、MUC4)的表达均有所异常;与癌旁组织相比,结直肠癌组织中MUC2和MUC4表达显著下调,而MUC1的表达则明显升高;在结直肠癌组织中,Tn抗原暴露与黏蛋白的表达明显相关,表现为随着Tn抗原暴露水平升高,MUC2的表达明显下降。在癌旁组织中,Tn抗原暴露明显下降,而黏蛋白(MUC2、MUC4)表达水平呈明显上升趋势,出现Tn抗原阴性时黏蛋白表达水平高的情况。然而少数患者的癌旁组织中出现Tn抗原暴露,其MUC1、MUC2和MUC4的水平则呈降低趋势,提示O-糖基化异常对黏蛋白的表达水平有重要影响作用。此外,黏蛋白的表达与结直肠癌分期、转移及侵袭情况有一定的相关性,如在晚期及淋巴结转移或脉管浸润的结直肠癌患者中,MUC2的表达明显下降,而MUC4的表达则有所上升。(2)在细胞层面的实验中,Tn抗原阳性的LS174T结直肠癌细胞的MUC2水平低于Tn抗原阴性的LS174T结直肠癌细胞(稳转wtCosmc),证实了人结直肠癌组织免疫组化的结果。 结论:(1)在结直肠癌组织及癌旁组织中,黏蛋白-MUC2的表达随Tn抗原暴露水平的升高而降低,提示Tn抗原介导的O-糖基化异常修饰可能会影响黏蛋白的表达水平。(2)细胞实验进一步证实,人结直肠癌细胞株的O-糖基化修饰的正常化能明显提高MUC2的表达水平,这和人结直肠癌样本的免疫组化结果相一致。Tn抗原介导O-糖基化异常反应可能是黏蛋白,特别是MUC2,在结直肠癌中表达异常的分子机制。