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研究目的:胰腺导管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC）是一类恶性胰腺外分泌肿瘤,尽管经过数十年的临床及基础研究,其五年生存率仍无明显改善。其原因可能归咎为胰腺导管腺癌是一类在临床、病理及分子生物学水平均有很高异质性的肿瘤。我们课题组前期研究在转基因小鼠模型中发现了一类以坏死和早期转移为特征的预后极差的胰腺导管腺癌亚型,该亚型以高表达乙醛脱氢酶1家族的A3（aldehyde dehydrogenase 1 family,member A3,ALDH1A3）为特征,并在病人样本中验证了这一亚型的存在。进一步对已经发表的三个显微切割的病人PDAC组织、人PDAC细胞系及PDX模型的基因芯片数据进行分析,通过双均数聚类分析方法将样本分为ALDH1A3阳性与阴性的样本。在这三个基因芯片数据中均有其他7个分子与ALDH1A3稳定协同高表达。本研究的目的是探究ALDH1A3及其他7个分子是否构成了ALDH1A3阳性PDAC的核心分子网络,并基于该网络探究针对ALDH1A3阳性PDAC的靶向治疗方案。研究方法:本研究首先运用肿瘤基因组图谱（the Cancer Genome Atlas,TCGA）的PDAC基因表达数据、经典的PDAC细胞系及本课题组用病人组织建立的PDAC细胞系探究8个基因表达的相关性;通过STRING数据库分析8个分析间可能的分子网络;并通过以慢病毒为载体的sh RNA干扰文库在ALDH1A3阳性PDAC细胞中分别敲减8个分子,并用质粒在ALDH1A3阴性PDAC细胞系PANC-1中过表达ALDH1A3探究8个分子之间的动态调控网络。同时我们通过建立分别稳定敲减8个分子的PDAC细胞系,在裸鼠皮下成瘤模型和肺转移模型中探究了8个分子对于ALDH1A3阳性PDAC的增殖及转移的影响。我们进一步基于8个分子的表达水平在ALDH1A3阳性PDAC中筛选了共34种FDA批准用于胰腺癌治疗的药物和其他抑制剂,并进一步探究了paclitaxel和triptolide的联用方案对8个基因表达的影响。在ALDH1A3阳性和阴性PDAC的裸鼠皮下成瘤模型及NSG小鼠胰腺原位成瘤模型中,我们探究了药物联用方案及治疗效果。同时我们运用转录因子预测工具,发现激活蛋白1（activator protein 1,AP-1）可能是8个基因共同的转录因子。在TCGA中PDAC数据库的基因表达数据和病人的肿瘤组织石蜡切片,我们探究了AP-1家族各亚基与8个基因的表达相关性及与病人预后的关系。同时通过AP-1的抑制剂处理细胞后检测AP-1对8个基因表达的调控作用。通过荧光素酶报告基因实验,我们也探究了药物联用方案对AP-1转录活性的影响。研究结果:通过对TCGA的PDAC数据库中8个基因表达的相关性分析发现,ALDH1A3的表达水平与其他7个基因呈正相关。在经典的胰腺癌细胞系及我们自己建立的病人来源的PDAC细胞系中,我们自己建立的PDAC细胞系中8个基因相对于经典的细胞系表达较高,且8个基因的m RNA表达水平与蛋白表达水平一致。为了探究8个分子间的相互调控网络,我们通过STRING数据库,基于KEGG信号通路及发表的分子间调控关系等数据,预测了8个分子间的分子调控网络,该网络涵盖了Kras,TGFβ等经典的胰腺癌信号通路。同时我们分别敲减8个分子后发现敲减每个分子均可以引起其他7个分子的表达变化。该动态调控网络在As PC-1及HPAC细胞系中均得到了验证,其中ALDH1A3对FAM3C,MCC,PMEPA1,IRS2的促进作用在PANC-1中也得到验证。通过稳定敲减8个基因的细胞系的裸鼠皮下成瘤模型及肺转移模型,我们发现敲减ALDH1A3,FAM3C,MCC及PMEPA1后显著抑制了ALDH1A3阳性PDAC的增殖和转移。基于这一影响,我们通过8个基因的表达筛选了34种抑制剂,其中单药运用很难抑制8个基因的表达,我们将只对8个基因中部分基因有抑制作用的paclitaxel及triptolide联用后发现两者可以抑制8个基因中7个基因的表达。在ALDH1A3阳性及阴性PDAC的体内实验模型中,我们发现两药联用可以显著抑制ALDH1A3阳性PDAC的增殖,在ALDH1A3阴性PDAC细胞系PANC-1的裸鼠皮下模型中,两药联用与单药运用相比有更好的治疗趋势,但可能来源于单纯的药物叠加效应。我们通过转录因子预测工具发现AP-1可能是8个基因共有的转录因子,AP-1的抑制剂在3株ALDH1A3阳性的PDAC细胞系中可以抑制8个基因中多个基因的表达,而在ALDH1A3阴性细胞系中,AP-1抑制剂对8个基因的表达无显著影响,可能是在ALDH1A3阴性细胞系中不存在AP-1引起的8个基因表达的显著增加。同时在TCGA的PDAC数据库及病人的石蜡切片中,我们发现AP-1家族的多个亚基与8个基因的表达呈正相关,其中FOSL2在m RNA及蛋白表达水平均与ALDH1A3正相关,且ALDH1A3与FOSL2双阳性的患者预后最差。同时我们用paclitaxel及triptolide两药联用处理ALDH1A3阳性及阴性的PDAC细胞系后,均能显著抑制AP-1的转录活性,提示两药两用可能通过抑制AP-1的转录活性来抑制8个基因的表达,从而发挥治疗作用。结论:ALDH1A3阳性PDAC中存在8个分子的协同表达,这8个分子相互调控构成紧密的分子网络,对ALDH1A3阳性PDAC的增殖和转移至关重要。AP-1可能为8个基因的共同转录因子,在ALDH1A3阳性PDAC中抑制AP-1对8个基因中部分基因的表达存在抑制作用。Paclitaxel和triptolide联用方案可以抑制8个基因的表达及AP-1的转录活性,同时在体内实验中可以有效抑制ALDH1A3阳性PDAC的增殖。该药物联用方案可能通过抑制AP-1从而抑制8个基因的表达而发挥治疗作用。