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目的:胰腺癌恶性程度高、起病隐匿、进展快、预后差,至今胰腺癌发生、发展的具体机制尚不清楚。我们前期对临床样本(胰腺导管腺癌组织)初步筛查发现:癌组织存在降钙素基因相关肽(Calcitonin gene-Related Polypeptide,CGRP)基因启动子区CpG岛甲基化。据此,我们推测胰腺癌(导管腺癌)的发生发展可能与CGRP高甲基化导致CGRP低表达有关。为进一步验证假设,本研究继续扩大样本量并应用焦磷酸测序法、亚硫酸氢盐修饰后测序法和甲基化特异性PCR法进一步检测CGRP两个亚型(CALCA和CALCB,分别表达αCGRP和βCGRP)甲基化水平。另外,由于CALCA表达量占90%以上,因此我们构建CALCA基因敲除SD大鼠(CGRP-KO)模型,验证由于CGRP基因启动子区CpG岛甲基化造成CGRP低表达与胰腺癌(导管腺癌)之间的关系,并寻找其可能的致病机制。方法:(1)甲基化特异性PCR(MSP):提取63对胰腺癌(导管腺癌)组织DNA经转化及甲基化特异性PCR(Methylation specific PCR,MSP)扩增之后,电泳测定CGRP基因启动子区CpG岛甲基化状态;(2)焦磷酸测序:7例胰腺癌(导管腺癌)患者的癌与癌旁组织、4例胰腺癌(导管腺癌)患者和3例健康对照者外周血DNA样本,经重亚硫酸氢盐处理及PCR扩增之后测序,测定CGRP基因启动子区CpG岛甲基化水平(以癌旁组织及健康对照者的外周血为参照);(3)亚硫酸氢盐修饰后测序法(BSP):胰腺癌(导管腺癌)患者的癌组织和癌旁组织DNA经重亚硫酸氢盐转化后测序分析,测定CGRP基因启动子区CpG岛甲基化水平(以癌旁组织为参照);(4)H&E染色、免疫组织化学(immunohistochemical,IHC)和免疫荧光(Immunofluorescence,IF)分析CGRP在胰腺癌(导管腺癌)组织与癌旁组织中表达差异;(5)构建CGRP基因敲除(CGRP-KO)大鼠,繁殖扩群,子代基因型鉴定;(6)H&E染色观察CGRP敲除大鼠病理学变化;(7)选取同窝8周龄5对CGRP敲除大鼠和野生型大鼠,取其胰腺通过Western blot、IHC和IF对可能的通路蛋白AKT、p-AKT、CREB、p-CREB进行检测;(8)胰腺癌(导管腺癌)患者组织做Western blot、IHC和IF对通路蛋白AKT、p-AKT、CREB、p-CREB进行验证。结果:(1)焦磷酸测序结果表明胰腺癌(导管腺癌)组织中CALCA基因启动子区CpG岛甲基化百分比平均值为13.14%,癌旁组织中的甲基化百分比平均值为3.00%,癌组织甲基化百分比显著高于癌旁(P=0.0035);胰腺癌(导管腺癌)组织中CALCB基因启动子区CpG岛甲基化百分比平均值为13.57%,癌旁组织中甲基化百分比平均值为4.29%,癌组织甲基化百分比显著高于癌旁(P=0.005);而在全血水平,胰腺癌(导管腺癌)患者和正常人的CALCA基因(P=0.1174)和CALCB基因(P=0.4481)启动子区CpG岛甲基化的百分比差异无统计学意义;(2)BSP表明胰腺癌(导管腺癌)中CGRP甲基化水平较癌旁高,CALCA基因启动子区CpG岛甲基化百分比为4.2%,而癌旁组织甲基化百分比为0.7%;癌组织中CALCB基因启动子区CpG岛甲基化百分比为57.5%,而癌旁组织甲基化百分比为11.4%;(3)MSP结果显示胰腺癌(导管腺癌)组织CGRP基因启动子区CpG岛甲基化频率高于癌旁组织(P<0.05),54例胰腺癌(导管腺癌)组织中出现CALCA基因启动子区CpG岛甲基化(88.52%),而癌旁组织仅36例发生甲基化(57.14%);56例胰腺癌(导管腺癌)组织出现CALCB基因启动子区CpG岛发生甲基化(91.80%),而癌旁组织仅29例发生甲基化(46.03%);(4)免疫组化与免疫荧光表明,CGRP在胰腺癌组织的表达低于癌旁组织;(5)CGRP基因敲除SD大鼠模型(CGRP-KO)成功构建,子代(F1~F6)大鼠生长发育状况良好,子代大鼠可鉴定出纯合子、杂合子和野生型三种,且子代比例符合孟德尔遗传定律;(6)组织病理显示CGRP敲除鼠出现胰腺血管增生或炎症细胞反应;(7)Western blot显示癌组织AKT信号通路上p-AKT/AKT和p-CREB/CREB表达低于癌旁(P<0.05),CGRP敲除大鼠胰腺组织中p-AKT/AKT和p-CREB/CREB低于野生型(P<0.05);(8)免疫组化和免疫荧光提示:在临床样本中,癌组织AKT、p-AKT、CREB和p-CREB表达低于癌旁(P<0.05);在动物模型中,CGRP敲除大鼠胰腺组织中AKT、p-AKT、CREB和p-CREB表达低于野生型(P<0.05)。结论:(1)胰腺癌(导管腺癌)存在CGRP基因启动子区CpG岛高甲基化;(2)CGRP-KO大鼠胰腺组织出现血管增生或炎症细胞反应;(3)CGRP基因高甲基化(CGRP低表达)可能通过AKT-CREB信号通路促进胰腺癌(导管腺癌)的发生发展。