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研究背景结直肠癌(colorectal cancer,CRC),指的是直肠癌与结肠癌的简称,其中结肠分为升结肠、横结肠,降结肠、乙状结肠4部分,大部分固定于腹后壁,发生于此部位的恶性肿瘤称为结肠癌。结直肠癌是全球第三位高发的恶性肿瘤,在我国,随着经济飞速发展,人民生活水平不断提高,饮食习惯趋向高脂高蛋白化及低纤维素化,结直肠癌的发病人数与日俱增,患者年龄亦趋于年轻化。随着诊断技术和治疗手段的革新,以及分子靶向药物的应用,为结直肠癌提供了更多有效的治疗手段,但是其病死率仍居高不下。目前的挑战在于对结直肠癌发生发展过程中的分子机制尚不明确。随着近年来,有关于上皮细胞黏附分子(Ep CAM,Epithelial cell adhesion molecule)和肿瘤发生发展关系的揭示,为我们探索结直肠癌的发病机制和寻找新的生物治疗靶点提供了极具潜质的研究方向。EpCAM是一种跨膜糖蛋白,也可以将其称之为膜糖基化蛋白、白细胞分化抗原326,肿瘤相关的钙信号转导分子等。其不但参与了上皮细胞特异性细胞间黏附,并且也对细胞内的信号转导以及迁移等功能起到调控作用。此外研究表明,Ep CAM可以在快速增长的上皮细胞来源性肿瘤中广泛表达,例如结直肠癌,肺癌,食道癌,肝癌,乳腺癌,卵巢癌,前列腺癌及胰腺癌等,这种高表达状态通常与患者预后情况呈现负相关。另有研究表明,在未分化的胚胎干细胞中Ep CAM呈现高表达量,因此可以作为干细胞筛选的细胞表面分子标志物之一。此外,Ep CAM参与调控Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路,而这一信号通路在肿瘤的发生发展中起着至关重要的作用。因此,Ep CAM的表达水平可能与肿瘤的发生发展密切相关。另有研究认为Ep CAM阳性细胞可作为肿瘤干细胞的特异性分子标志之一,有望成为肿瘤干细胞筛选标记物和协助肿瘤的早期诊断指标之一。目前,Ep CAM在结直肠癌发生发展中所起的作用尚待阐明,因此本研究通过深入探讨国人结直肠癌发病的高危因素,基于多个层面作为切入点,其中可包括分子生物学以及病理学等,重点分析了Ep CAM分子在结直肠癌中的表达水平,与此同时,也揭示了其所具有的临床意义,并为接下来的临床治疗以及各项研究工作的开展提供有力参考。研究目的在结直肠癌中,明确Ep CAM的表达水平,以及与结直肠癌临床病理特征之间的关系;对Ep CAM在结直肠癌发生发展中的分子生物学作用机制进行研究。研究方法第一部分三种结直肠癌标志物的META分析(1)以2000年1月1日至2019年7月1日之间使用以下搜索术语识别文章和关键词:’Ep CAM’,’CD326’,’GA733-2’,’CEA’,’CA199’,’colorectal cancer’和’上皮细胞粘附分子’,’结肠直肠癌’,’结直肠肿瘤’,在(Pub Med,EMBASE,Cochrane和CNKI图书馆数据库)进行了全面的文献检索。(2)对检索文献按纳入标准、排除标准进行文献筛选、提取数据及文献质量评价。(3)对Ep CAM、CEA、CA199三种肿瘤指标进行统计分析,采用总的敏感度、特异度、似然比等指标对其进行诊断价值评判。第二部分结直肠癌发生过程中Ep CAM的表达水平变化及意义(1)收集同第一部分研究相同的158例结直肠癌患者手术切除的原发性结直肠癌组织以及癌旁组织。在对Ep CAM表达水平进行检测时,则采用了免疫组化染色检测方法,对该项指标以及病人的临床分期进行分析,重点探讨了病理分级之间具有的相关性。(2)基于结直肠癌组织以及癌旁组织采取了RT-PCR检测与Western blot检测,提出了在癌组织中,Ep CAM的转录水平与翻译水平。第三部分Ep CAM调控CDHR5的表达影响结直肠癌细胞生物学特性是通过β-catenin信号通路(1)建立起过表达的Ep CAM慢病毒载体的转染SW1116与SW480的结直肠癌细胞株。此外,也要通过向下调的Ep CAM的sh RNA转染LOVO与SW620细胞株。对于转染细胞株的蛋白与Ep CAMm RNA表达水平,可以利用Western Blot和RT-PCR方式进行检验。(2)探究了结直肠癌细胞的增殖、凋亡、迁移及侵袭等受到Ep CAM的影响情况。(3)分析了Ep CAM对结直肠癌细胞分子机制的调控作用。(4)对β-catenin进行抑制操作,研究CDHR5受到EPCAM的影响程度。(5)对CDHR5采取过表达作业,研究结直肠癌细胞的侵袭与迁移活动是否已经没有受到Ep CAM的影响。(6)建立裸鼠皮下移植瘤模型,观察体内Ep CAM低表达可否减缓肿瘤的发生发展。结果第一部分三种结直肠癌生物标志物间的META分析1.经过文献检索、文献筛查及质量评价共有14篇文献纳入数据分析,整合后的灵敏度为0.79(0.61,0.90),特异度为0.90(0.75,0.97),阳性预测值为8.1(2.9,22.6),阴性预测值为0.23(0.12,0.47),DOR值为35(8,145)。这些结果都证明了使用Ep CAM诊断结直肠癌具备很高的临床应用价值。2.进一步对CEA、CA199和Ep CAM指标进行比较,采用贝叶斯网状META分析,针对灵敏度和特异度结果进行综合比较,综合来看,灵敏度最高为CEA和Ep CAM,最低为CA199。特异度最高为Ep CAM和CA199,最低为CEA。通过灵敏度和特异度来看,Ep CAM的诊断结直肠癌效果最好。第二部分结直肠癌发生过程中Ep CAM的表达水平变化及意义1.免疫组织化学染色显示在入组结直肠癌患者中,癌组织Ep CAM阳性表达率高达91.2%,其Ep CAM表达水平明显高于癌旁组织,统计差异具有统计学含义。2.Ep CAM表达和病患的性别、年龄及其他特征没有直接关系。在直肠癌的病患中,Ep CAM有着很高的检测率与表达。第三部分Ep CAM调控CDHR5的表达通过β-catenin信号通路影响结直肠癌细胞生物学特性1.使用Western Blot检测结直肠癌细胞株Ep CAM蛋白表达水平,发现Ep CAM的表达在肿瘤细胞中明显上调。2.干扰Ep CAM可抑制结肠癌细胞增殖并诱导细胞凋亡。3.sh RNA下调Ep CAM抑制结直肠癌细胞迁移和侵袭性。4.下调Ep CAM表达,可显著减少β-catenin蛋白表达水平,同时我们发现,作为一个被β-catenin负性调控的分子CDHR5,其表达水平上调。5.过表达Ep CAM促进SW480、SW1116的增殖以及CDHR5的下调。6.过表达CDHR5可以逆转由于Ep CAM过表达引起的细胞增殖、迁移和侵袭增加。7.Ep CAM低表达可减缓裸鼠体内移植瘤的病程进展。结论在结直肠癌组织中,若是Ep CAM的表达增长,那么可将其表达水平作为判断病人病情的重要指标。Ep CAM过表达可促进结直肠癌细胞生长,增强其迁移以及侵袭能力,干扰Ep CAM可能通过影响结直肠癌细胞增殖和凋亡过程发挥调节作用,因此Ep CAM可以作为结直肠癌治疗的一个靶点。本论文揭示了Ep CAM具有重要的科研价值,为进一步了解结直肠癌的发生发展提供更多的理论依据,并且为研制有效的药物提供可靠的靶点选择。