胃癌是全世界发病率最高的恶性肿瘤之一,是中国第二常见肿瘤。全球每年胃癌新发病例数约100万,中国占40%之多,且其患病率和死亡率均是世界平均水平的2倍。近年来胃癌发病人口亦趋于年轻化,其预防和治疗均需高度重视。随着胃癌规范化诊治的不断完善和推广,以手术为主的综合治疗对改善胃癌患者预后、提高生存率起到了一定的促进作用。然而现阶段提高肿瘤治愈率最有效的方法仍然是早期诊断、早期干预,因此如何更加早期、有效地诊治胃癌仍然是胃癌防治工作的重点。已有多项研究表明,胃癌的发生发展涉及癌基因活化和抑癌基因失活等多个方面,故筛选诊断和预后生物学靶标,阐明胃癌发生发展过程中的分子机制,是胃癌转化医学研究工作的重点方向。同源盒基因(Homeobox genes)是细胞增殖和分化的主控基因,其编码的蛋白作为转录因子,在脊椎动物胚胎发育和器官形成中起到重要作用；作用靶标通常为粘附分子、膜蛋白受体、生长因子等与肿瘤进展、转移密切相关的基因家族。同时对肿瘤干细胞的相关特性如自我更新、无限增殖等恶性生物学行为具有调控作用。目前在肺癌、乳腺癌、结肠癌等多种肿瘤中均可检测到HOX基因的异常表达。其中,位于第17号染色体的HOXB7已被证实属于癌基因的范畴。已有文献表明,HOXB7可通过上调碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF),激活Ras/RhoA蛋白通路,从而促进乳腺细胞发生上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT),促使肿瘤的发生。但有关HOXB7基因在胃癌中的表达情况以及其是否参与调控胃癌肿瘤细胞恶性进展与转移的能力,目前尚未见报道。本研究通过检测胃癌细胞株及胃癌患者肿瘤组织中HOXB7基因的表达情况,结合临床病理及随访资料,初步探讨HOXB7表达水平的临床意义；再进一步利用RNA干扰及慢病毒载体敲低HOXB7表达,检测胃癌细胞和裸鼠荷瘤的恶性生物学行为变化；采用表达谱芯片技术筛选HOXB7基因调控的下游关键基因并进行验证,进一步阐明其对胃癌促进作用及相关信号通路的分子调控机制。研究方法：1. HOXB7在胃癌中的表达及临床资料相关性分析①QT-PCR检测96对胃癌及相应常组织中HOXB7基因mRNA表达水平；免疫组化检测分析胃癌及相应正常组织中HOXB7的表达水平；②QT-PCR和Western blot检测8种胃癌细胞株中的HOXB7的表达；③根据QT-PCR结果分组分析HOXB7表达高低与患者临床病理参数之间的关系。2. HOXB7对胃癌的生物学行为的影响①体外转染小干扰RNA,敲减HOXB7表达量,通过MTS、Edu、流式细胞周期实验、流式细胞凋亡实验、Transwell实验以及Western blot检测HOXB7对胃癌细胞周期、增殖、侵袭、迁移能力的影响；②通过体外病毒载体构建HOXB7低表达细胞株,经裸鼠皮下荷瘤模型验证干扰HOXB7对胃癌生长的影响。3. HOXB7调控靶基因及相关信号通路的研究①利用基因表达谱芯片技术筛选HOXB7调控的下游靶基因,并对其中18个差异较明显候选靶基因在稳定转染HOXB7的胃癌细胞中进行QT-PCR验证;②Western blot检测HOXB7对细胞周期增殖调控通路关键蛋白p21、PIK3R3、AKT表达的影响。研究结果：1. HOXB7在胃癌中表达明显高于正常组织,且与病理分化程度及TNM分期相关① HOXB7在胃癌组织中表达水平较相应正常组织明显上调∽0.01)；② HOXB7在胃癌细胞株中MKN45、BGC-823、MGC-803、SGC-7901均呈现显著高表达,但在AGS及HGC-27中呈低表达；③HOXB7表达高低与肿瘤病理分化程度(P=0.02)、TNM分期(P=0.02)密切相关,与患者性别、年龄、肿瘤大小、位置无关；研究随访结果尚未显示其表达高低与胃癌患者生存期具有相关性。2.体内外实验证实HOXB7促进胃癌的生长和转移①干扰HOXB7能明显抑制胃癌细胞株BGC-823和SGC-7901的增殖、发生细胞阻滞,促进细胞凋亡,并降低侵袭、迁移能力(P<0.01),改变EMT特征蛋白表达。②裸鼠胃癌移植瘤实验发现敲减HOXB7能显著抑制肿瘤的生长(P＜0.01)。3. HOXB7调控多个重要下游基因,并参与PI3K/AKT信号通路调控①筛选到HOXB7的下游调控基因：SGC-7901细胞系中发现60个上调基因,158个下调基因,BGC-823细胞系中发现149个上调基因,231个下调基因(倍数>2,P<0.05)。②经QT-PCR验证了包括NRXN3、NFAT5、KRAS、Smad2、WNT5A等;18个差异显著的基因,变化趋势与芯片结果一致。③Western blot检测p21、CyclinD1、PIK3R3、pAKT、AKT蛋白水平,发现干扰HOXB7抑制了PI3K/AKT信号通路,可能是胃癌发生发展过程中一个重要的分子机制。研究结论：1. HOXB7在胃癌细胞系及患者肿瘤组织中异常高表达,且与肿瘤分期等病理参数相关,虽然目前随访数据未显示其表达高低与胃癌进展及病人预后相关,但提示HOXB7仍是胃癌发生发展中一个有意义的分子靶标,其与疾病预后的关系仍需进一步研究。2.HOXB7参与调控胃癌肿瘤细胞体外增殖、细胞周期、凋亡、侵袭和体内成瘤能力,影响肿瘤恶性生物学行为。3.进一步深入研究HOXB7对胃癌发生发展的作用机制,筛选到其调控的一系列下游基因,这些基因参与肿瘤细胞恶性生物学过程,可为胃癌的临床防治提供新的靶点。