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目的:课题组前期研究发现TEM8在卵巢癌组织中高表达,与卵巢癌患者不良预后有关。本研究构建TEM8过表达和抑制表达卵巢癌细胞系模型,深入探讨TEM8对卵巢癌细胞增殖、周期、凋亡、侵袭和迁移的影响及相关的分子机制。进一步探究转录因子如何调控TEM8的表达及相关结合位点,为寻找卵巢癌的生物标记物和靶向治疗提供理论依据。研究方法:1、利用Western blot检测TEM8蛋白在4种卵巢癌细胞系(OVCAR3、SKOV3、A2780、CAOV3)的表达情况。构建TEM8过表达和抑制表达的卵巢癌细胞系,qRT-PCR和Western blot验证TEM8的m RNA和蛋白水平的变化。利用MTT、流式细胞仪、划痕、Transwell实验方法检测TEM8基因差异表达前后,卵巢癌细胞增殖、周期、凋亡、侵袭和迁移能力的变化。Western blot实验检测与上述生物学行为相关分子的变化。构建裸鼠皮下移植瘤,探究TEM8过表达对裸鼠皮下移植瘤增殖的影响,并利用免疫组化的方法检测TEM8和细胞核增殖相关核抗原Ki-67的表达。2、从UCSC Xena数据库下载TCGA卵巢癌标准化RNAseq数据,并通过GSEA方法进行TEM8相关通路富集分析[1,2]。Western blot检测TEM8基因差异表达后,相关信号通路分子及其磷酸化水平的变化情况。并在TEM8过表达组添加通路抑制剂,检测卵巢癌细胞增殖、周期、凋亡、侵袭和迁移能力的变化。3、利用JASPAR和PROMO数据库筛选TEM8上游的转录因子GATA2,通过免疫组化检测GATA2在卵巢组织中的表达,分析其表达与卵巢癌临床病理参数的关系及与TEM8表达的相关性。利用starBase_v3.0数据库验证卵巢癌组织中GATA2与TEM8表达在mRNA水平的相关性。采用免疫染色质共沉淀(Chromatin immunoprecipitation,ChIP)实验进一步探究GATA2是否结合TEM8启动子区及结合位点。构建GATA2抑制表达卵巢癌细胞系,qRT-PCR和Western blot检测TEM8 mRNA和蛋白水平的表达变化。结果:1、TEM8蛋白在SKOV3表达量最高,OVCAR3、A2780次之,CAOV3表达最少,因此利用SKOV3、OVCAR3构建TEM8抑制表达模型,OVCAR3和CAOV3构建TEM8过表达模型。与空白对照和阴性对照相比,MTT结果提示过表达TEM8促进卵巢癌细胞的增殖,细胞周期结果表明TEM8过表达组G0/G1期比例明显降低。细胞凋亡实验证明TEM8过表达组的凋亡率((OVCAR3)3.05%±0.58%,(CAOV3)1.78%±0.67%),明显低于阴性对照组(9.51%±1.70%,4.21%±0.59%)及空白对照组(8.58%±2.03%,5.58%±0.19%)。Western blot结果提示Ki-67、cyclin D1、Bcl2/Bax在TEM8过表达组表达增加,而抑制表达组的趋势与之相反。Transwell和划痕实验结果表明TEM8过表达促进卵巢癌细胞侵袭和迁移。而TEM8抑制表达组卵巢癌细胞的增殖、G0/G1期比值、侵袭和迁移能力均降低,细胞凋亡率增加。Western blot结果提示TEM8过表达组,MMP2、MMP9表达增加,抑制表达组的趋势与之相反。体内实验表明TEM8过表达组的肿瘤体积和质量(0.60±0.17cm3,0.81±0.3g),明显高于阴性对照组(0.24±0.24cm3,0.34±0.28g)。免疫组化结果表明过表达组增殖细胞核抗原Ki-67表达升高。2、通过GSEA富集分析,发现TEM8与RAC1、MAPK、JAK-STAT信号通路相关。Western blot实验表明过表达组,p-Rac1/cdc42、p-JNK、p-MEK、p-ERK、p-STAT3(Ser727)表达增加,抑制表达组趋势与之相反。进一步在TEM8过表达组中添加RAC1(EHop-016)和/或MEK(PD98059)通路抑制剂,发现与DMSO组相比,RAC1i和MEKi单一抑制剂能明显抑制细胞增殖、周期、侵袭、迁移能力,促进细胞凋亡,且两种抑制剂联合使用上述趋势更显著。3、JASPAR和PROMO数据库共同筛选出转录因子GATA2。免疫组化结果表明GATA2在卵巢癌组织中高表达,与卵巢癌不良预后有关。通过分析GATA2和TEM8在同一批卵巢癌组织中表达相关性,结果表明两者表达呈正相关,且具有统计学意义。starBase_v3.0数据库表明GATA2与TEM8在mRNA水平上亦呈正相关(P<0.05)。ChIP实验结果证实GATA2能结合TEM8上游TAGTTATCTTT序列(位于370-381位点)。且抑制GATA2表达后,TEM8 mRNA和蛋白表达水平均明显降低。结论:1、TEM8促进卵巢癌细胞增殖、G0/G1期转化、抑制凋亡,促进卵巢癌细胞侵袭和迁移。2、TEM8促进卵巢癌细胞Ki-67、cyclin D1、Bcl2/Bax、MMP2、MMP9的表达。3、TEM8通过RAC1和MEK通路促进卵巢癌恶性生物学行为。4、转录因子GATA2在卵巢癌组织中高表达,与卵巢癌患者不良预后有关,其通过调控TEM8的表达,促进卵巢癌恶性生物学行为。