自2010年以来癌症成为最主要的死亡原因,癌症死亡占我国居民全部死因的23.91%,且成为中国目前非常重要的公共健康问题。结直肠癌作为全球第三大恶性肿瘤,是消化道最常见的恶性肿瘤之一,且中国的结直肠癌发病率和死亡率呈逐年上升。然而结肠癌具体的发生发展机制仍未被完全解析清楚,因此解析结直肠癌的发病机制显得尤为重要。前B细胞白血病同源盒基因3(Pre-B-cell leukemia transcription factor 3,PBX3)属于高度保守的PBX蛋白家族一员,不仅广泛分布于哺乳动物的各种正常细胞中而且也分布于血液瘤白血病以及实体瘤中的胃癌、肺癌、前列腺癌等一些肿瘤组织中。研究发现PBX3在一些实体瘤组织中呈现高表达,且对肿瘤细胞增殖起正调控,促进肿瘤细胞的快速增殖。但是PBX3对结肠癌细胞以及结肠癌发生发展的分子调控机制仍未被阐明清楚。抑癌基因p53是截止目前在肿瘤领域研究最多的抑癌因子,它于1979年被发现以来至今已40年了,然而人类对p53生物学功能的认识以及其调控机制尚未完全明确。野生型p53由TP53基因编码,能促进肿瘤细胞凋亡抑制肿瘤的生长,在约50%的肿瘤中,TP53在编码p53的DNA结构域中时常发生突变,从而失去了其抑制肿瘤发生发展的生物学功能;然而在TP53没有变异的肿瘤中其表达往往也异常降低,提示了其调控机制与肿瘤发生发展同样也密切相关。p53是一种调节转录的序列特异性的DNA结合蛋白,其蛋白由N端反式激活结构域、C端编码核定位结构域以及中心富含脯氨酸DNA结合结构域组成。目前研究已发现p53可以调控基因组的稳定性、诱导DNA修复等,并能在转录水平上调控细胞p21从而抑制细胞周期的进程,诱导细胞凋亡以及抑制肿瘤细胞的增殖生长。本研究中,考察了PBX3对结肠癌细胞的细胞凋亡和增殖的影响,并检测了其分子调控机制。我们利用RNA干扰技术(RNAi)敲减PBX3,发现敲减PBX3能显著促进p21的mRNA和蛋白质的表达水平。我们进一步利用临床结肠癌病人组织,发现与癌旁正常组织相比,结肠癌病人组织中PBX3的表达显著升高。这些结果提示了PBX3与结肠癌发生发展有密切的关系。此外,我们也进一步考察了PBX3对结肠癌细胞增殖、细胞凋亡以及克隆形成能力的影响,实验结果显示敲减PBX3显著抑制了结肠癌细胞增殖和克隆形成能力,同时也发现敲减PBX3促进了结肠癌细胞凋亡。为了进一步阐明PBX3对p21表达的调控机制,我们考察PBX3对p21上游调控因子p53的影响,发现敲减PBX3诱导结肠癌细胞中p53的mRNA和蛋白质的表达水平显著上升;而同时敲减PBX3和p53则抑制单独敲减PBX3诱导的p21表达量上升,并消除了敲减PBX3抑制细胞增殖和克隆形成能力的效果。这些实验结果提示PBX3可能通过负调控p53/p21信号通路来促进结肠癌细胞增殖生长和克隆形成能力。此外,我们利用携带p53启动子的荧光素酶报告基因,验证了PBX3负调控p53的转录水平。综上所述,通过分子水平上和细胞水平上的实验,我们发现了PBX3可通过负调控p53/p21信号通路,促进结肠癌细胞增殖生长和克隆形成能力,提示了其在结肠癌发生发展中的重要作用。本研究不仅揭示了PBX3在肿瘤发生发展中的新机制,同时也对进一步了解p53/p21信号通路的调控具有重要理论意义。