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氧连接的β-N-乙酰葡萄糖胺修饰(O-GlcNAc)是一种广泛存在于细胞浆和细胞核蛋白质丝氨酸和苏氨酸上的动态、可逆的翻译后修饰,与经典的糖基化修饰不同,而类似于磷酸化。介导O-GlcNAc基团添加和移除的酶分别是O-GlcNAc转移酶(O-GlcNAc transferase,OGT)和O-GlcNAc水解酶(O-GlcNAcase,OGA)。通过快速可逆的动态调节,O-GlcNAc修饰可以调控众多细胞核和细胞质蛋白的生物学功能,参与基因转录、信号转导、代谢等多种细胞生命活动的调控。不仅如此,近年来的很多研究结果表明,O-GlcNAc修饰的异常与糖尿病、癌症、神经退行性疾病等人类重大疾病密切相关。然而,在O-GlcNAc修饰与癌症的研究领域,虽然目前已发现多种肿瘤相关蛋白(如p53、c-myc等)存在O-GlcNAc修饰,但是O-GlcNAc对肿瘤发生和发展过程的影响作用尚待深入探究。本实验室的前期研究工作已经证明,O-GlcNAc修饰能促进乳腺癌的侵袭转移;本文检测了O-GlcNAc修饰在结肠癌、肝癌和胰腺癌组织中的表达,并研究了O-GlcNAc修饰在结肠癌细胞HT29发生和侵袭过程中的作用。本论文应用免疫组化技术检测了结肠癌、肝癌和胰腺癌组织样本(各31对),比较癌组织与癌旁组织中O-GlcNAc修饰水平的差异,实验结果显示,结肠癌组织中的O-GlcNAc修饰水平高于对应癌旁组织,而肝癌与胰腺癌组织则无明显差异。为了探讨结肠癌中O-GlcNAc修饰增加的机制,我们进一步检测了结肠癌组织与癌旁组织中OGA和OGT的差异表达,结果表明结肠癌组织中OGT蛋白表达量显著增加而OGA没有明显变化。为了进一步研究O-GlcNAc修饰在结肠癌发生发展过程中的作用,我们又构建了O-GlcNAc修饰水平升高和降低的HT29结肠癌细胞模型,并检测其恶性度的变化。应用RNA干扰技术对HT29细胞中的OGT表达进行高效、稳定的沉默,获得O-GlcNAc修饰水平降低的结肠癌细胞模型;使用糖苷酶OGA的特异性抑制剂Thiamet-G处理细胞,得到O-GlcNAc修饰水平升高的结肠癌细胞模型。MTT法实验证明,O-GlcNAc修饰不影响HT29细胞的增殖能力;软琼脂克隆形成实验证明,OGT沉默可以抑制HT29细胞的锚定非依赖性生长能力,而Thiamet-G处理则可促进其锚定非依赖性生长能力;Transwell小室实验证明,OGT沉默或Thiamet-G处理对HT29细胞的迁移能力没有显著影响。这些结果表明,O-GlcNAc修饰可以影响结肠癌细胞HT29的克隆形成能力,但是对其增殖和迁移能力没有显著影响。综上所述,本论文利用免疫组化技术在组织水平检测了结肠癌、肝癌和胰腺癌中O-GlcNAc修饰水平,首次证明结肠癌中O-GlcNAc修饰水平增加;利于分子生物学和细胞生物学的方法证明了O-GlcNAc修饰对结肠癌细胞HT29的增殖、克隆形成和迁移能力的影响。本文的研究不仅对阐明O-GlcNAc修饰在肿瘤发生和发展过程中的作用具有重要的理论意义,而且为O-GlcNAc修饰作为临床诊断和治疗的新靶点提供了理论基础。