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目的:胃癌(Gastric carcinoma,GC)是发病率和死亡率排在前列的恶性肿瘤,发病的分子机制仍不明确。醛酮还原酶(Aldo-keto reductase,AKR)是一个NAD(P)H依赖性氧化还原酶超家族,参与包括肿瘤在内许多疾病的发生发展。人醛酮还原酶家族7成员A3(Aldo-keto reductase 7A3,AKR7A3)是其成员之一。前期研究发现,与正常胃粘膜组织比较,AKR7A3蛋白在胃癌组织中表达下调。本研究分析AKR7A3在胃癌中的临床意义;探讨AKR7A3表达对胃癌细胞生物学功能和行为的影响,并初步阐明AKR7A3参与胃癌发生发展的分子机制。为探讨胃癌的诊断、分子机理以及靶向治疗候选分子的筛选提供有价值的参考和依据。方法:1、q RT-PCR、Western Blot以及免疫组织化学技术分析胃癌肿瘤组织和配对癌旁胃粘膜组织中AKR7A3表达水平,并分析AKR7A3表达与胃癌临床病理参数之间的关系。q RT-PCR和Western Blot分别检测四种不同人源胃癌细胞株(AGS、SGC7901、BGC823、MKN45)中AKR7A3的m RNA和蛋白相对表达水平。2、采用脂质体法,将真核表达载体pc DNA3.1-AKR7A3和空载体pc DNA3.1转染SGC7901和AGS胃癌细胞;将AKR7A3特异sh RNA载体和阴性对照载体,转染MKN45胃癌细胞,G418筛选稳定克隆株。q RT-PCR和Western Blot检测AKR7A3在转染细胞系及亲本细胞中的表达。Ed U增殖、细胞平板克隆形成以及Transwell迁移侵袭实验,分析过表达AKR7A3对SGC7901和AGS胃癌细胞增殖、克隆形成、迁移侵袭能力的影响;同时分析干扰AKR7A3表达后对MKN45胃癌细胞的增殖、克隆形成、迁移侵袭能力的影响。裸鼠皮下成瘤实验检测过表达AKR7A3后,SGC7901胃癌细胞体内成瘤能力的变化。3、免疫组织化学技术检测胃癌肿瘤组织和配对癌旁胃粘膜组织中β-catenin表达,并分析胃癌组织中β-catenin表达与AKR7A3表达的相关性。q RT-PCR、Western Blot和激光共聚焦实验检测过表达AKR7A3和干扰AKR7A3表达对细胞内总β-catenin、核β-catenin及下游靶基因C-myc、Cyclin D1、Survivin表达水平的影响。利用蛋白质合成抑制剂放线菌酮(Cycloheximide,CHX),阻断β-catenin的合成,动态观察0-4小时内β-catenin的变化,探讨过表达AKR7A3对β-catenin稳定性的影响。利用26S蛋白酶体抑制剂MG132,阻断蛋白质降解,观察过表达AKR7A3对细胞中β-catenin降解方式的影响。Western Blot检测过表达AKR7A3和干扰AKR7A3表达后细胞内E3泛素连接酶β-Tr CP的表达情况。4、实验结果和数据利用SPSS 26.0软件和Graph Pad Prism 8.0软件进行统计分析。结果:1、AKR7A3在胃癌组织和胃癌细胞系中表达下调。(1)AKR7A3在胃癌组织中的表达明显低于配对癌旁胃粘膜组织。免疫组织化学还发现AKR7A3的表达下调与胃癌患者淋巴结转移和TNM分期正相关。(2)AKR7A3在四种不同人源胃癌细胞株(SGC7901、AGS、BGC823、MKN45)中的表达都明显低于癌旁胃粘膜组织。但MKN45细胞中AKR7A3的表达明显高于SGC7901和AGS细胞。2、AKR7A3抑制胃癌细胞增殖、克隆形成、迁移侵袭和体内肿瘤生成。(1)脂质体转染,G418筛选,获得稳定的亚克隆细胞SGC7901-pc DNA3.1-AKR7A3、AGS-pc DNA3.1-AKR7A3、SGC7901-pc DNA3.1、AGS-pc DNA3.1、MKN45-Sh AKR7A3-1,2、MKN45-Sh CON。而且,相对于pc DNA3.1和亲本细胞,pc DNA3.1-AKR7A3细胞中AKR7A3的m RNA和蛋白水平都明显上调;相对于Sh CON和亲本细胞,MKN45-Sh AKR7A3-1,2细胞AKR7A3的m RNA和蛋白水平都减少。(2)过表达AKR7A3对SGC7901和AGS细胞增殖、克隆形成、迁移侵袭有明显的抑制作用;相反,敲降AKR7A3对MKN45胃癌细胞增殖、克隆形成、迁移侵袭能力有增加趋势。(3)体内裸鼠成瘤模型提示过表达AKR7A3对SGC7901胃癌细胞体内成瘤能力有明显的抑制作用。3、AKR7A3负向调控Wnt/β-catenin信号通路。(1)β-catenin在胃癌肿瘤组织中表达水平高于癌旁胃粘膜组织,并且更容易出现胞核的异位表达。而且β-catenin异位表达与低表达AKR7A3存在相关性。(2)过表达AKR7A3的SGC7901胃癌细胞内β-catenin总蛋白、核蛋白及其下游靶基因C-myc、Cyclin D1、Survivin的蛋白表达低于空载体对照组和亲本细胞。相反,相对于阴性载体组和亲本细胞,干扰AKR7A3表达的MKN45细胞的β-catenin总蛋白、核蛋白的表达和其下游靶基因C-myc、Cyclin D1、Survivin的蛋白表达都上调。(3)与相应的对照细胞相比,在AKR7A3敲除的MKN45细胞和AKR7A3过表达的SGC7901细胞中均未检测到CTNNB1(编码β-catenin的基因)的m RNA水平的显著变化,表明AKR7A3对β-catenin的调节不发生在转录水平。利用CHX阻断β-catenin合成后,过表达AKR7A3细胞中β-catenin蛋白稳定性显著下降;加入MG132可以缓解过表达AKR7A3引起β-catenin下调的现象,提示AKR7A3调控β-catenin发生在蛋白降解水平。β-Tr CP在过表达AKR7A3细胞内表达增多而敲减AKR7A3细胞内明显减少的实验结果,进一步证实AKR7A3通过促进β-catenin蛋白泛素化降解而发挥作用。结论:(1)AKR7A3在胃癌组织中的表达低于癌旁胃粘膜组织。AKR7A3的表达下调与胃癌患者淋巴结转移和TNM分期正相关。(2)AKR7A3抑制胃癌细胞增殖、克隆形成、迁移侵袭。(3)AKR7A3可能通过促进β-catenin的泛素化降解而发挥作用。