【摘 要】
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研究背景结直肠癌(colorectal cancer,CRC)在所有恶性肿瘤中的年发病率构成比为9.8%,排名第三;年死亡率构成比为9.2%,排名第二。结直肠癌最经典的发生途径为正常上皮-腺瘤-腺癌演进过程,约85%的结直肠癌经由这一途径发生。因此,深入理解这一演进过程,探索影响这一演进过程的关键蛋白有助于开展结直肠癌的靶向预防,然而,目前缺乏对正常上皮-腺瘤-腺癌演进过程在蛋白层面系统深入的认识
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研究背景结直肠癌(colorectal cancer,CRC)在所有恶性肿瘤中的年发病率构成比为9.8%,排名第三;年死亡率构成比为9.2%,排名第二。结直肠癌最经典的发生途径为正常上皮-腺瘤-腺癌演进过程,约85%的结直肠癌经由这一途径发生。因此,深入理解这一演进过程,探索影响这一演进过程的关键蛋白有助于开展结直肠癌的靶向预防,然而,目前缺乏对正常上皮-腺瘤-腺癌演进过程在蛋白层面系统深入的认识。目的(1)探索正常上皮-腺瘤-腺癌演进过程的蛋白富集变化;(2)探索正常上皮-腺瘤-腺癌演进过程的关键蛋白以及这些蛋白和结直肠癌患者预后的关系;(3)探索绒毛管状腺瘤(tubulovillous,TVA)的蛋白表达特征以及和TVA潜在恶性特征的代表蛋白;(4)探索高级别上皮内瘤变-腺癌演进过程的关键蛋白。方法(1)利用定量蛋白组学技术对正常上皮组织、腺瘤组织和腺癌组织进行蛋白质谱实验,获取每种组织的蛋白表达谱,筛选差异表达蛋白,通过GSEA和Proteomaps的方法对这一演进过程进行蛋白富集分析;(2)结合外部转录组数据库和蛋白组数据库进行联合分析筛选,遵循“识别-确认-验证”过程,通过构建蛋白互作网络及关键子网络等生物信息学手段找出正常上皮-腺瘤-腺癌演进过程的关键蛋白。利用内部组织标本库评价关键蛋白和结直肠癌患者预后的关系并在腺瘤类器官和肿瘤细胞系水平进行功能实验证实关键蛋白在这一演进过程的促进作用;(3)通过生物信息学手段,构建热图,结合外部转录组及蛋白组数据库进行蛋白富集分析,对TVA潜在恶性特征的代表蛋白进行腺瘤类器官层面的功能实验;(4)通过联合内部蛋白组学数据库和外部转录组学数据库、蛋白组学数据库联合分析,寻找高级别上皮内瘤变-腺癌演进过程的关键蛋白。结果(1)正常上皮-腺瘤演进过程的蛋白表达谱变化主要富集在核糖体和剪接体相关通路,这一演进过程中的核心蛋白是RRP12;(2)腺瘤-腺癌演进过程的蛋白表达谱变化主要富集在细胞外基质和上皮-间质转化相关通路,这一演进过程的核心蛋白是SERPINH1;(3)SERPINH1不仅在腺瘤-腺癌演进过程中起重要作用,还能促进结直肠癌的发展,和上皮-间质转化通路相关,是结直肠癌患者预后的独立风险因素;(4)绒毛管状腺瘤的典型蛋白表达特征是线粒体和代谢重编程相关通路,如氧化磷酸化通路,支链氨基酸降解通路和线粒体核糖体通路;绒毛管状腺瘤潜在恶性特征的代表蛋白是PLOD3;PLOD3和结直肠癌肿瘤微环境中的“免疫沙漠”表型相关,是结直肠癌患者潜在的预后标志物;(5)高级别上皮内瘤变-腺癌演进过程的蛋白表达谱变化主要富集在细胞外基质组织、胶原合成,对细菌和真菌的防御性反应、中性粒细胞脱颗粒和细胞增殖相关通路或生物学进程中;SERPINH1和P3H1是这一演进过程的关键蛋白;SERPINH1和P3H1与间质型结直肠癌共识分子亚型相关,和肿瘤微环境中的免疫抑制表型相关。结论基于定量蛋白组学技术,我们对正常上皮-腺瘤-腺癌演进过程进行了深入全面的探索。RRP12和SERPINH1分别是正常上皮-腺瘤和腺瘤-腺癌演进过程的关键蛋白,SERPINH1可以促进结直肠癌的进展,并且也是高级别上皮内瘤变-腺癌演进过程的关键蛋白之一,PLOD3是TVA恶性特征的代表蛋白,P3H1是高级别上皮内瘤变-腺癌演进过程的关键蛋白,以上蛋白可能是结直肠癌预防的潜在靶点。
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