IPS相關(guān)基因與消化系統(tǒng)惡性腫瘤關(guān)系的研究.pdf

1、研究背景：
　　 腫瘤干細(xì)胞(CSC)是惡性腫瘤研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一,其與正常干細(xì)胞有若干驚人相似之處,如自我增殖和多向分化潛能,以及共有的一些表面標(biāo)記分子和信號(hào)通路。腫瘤干細(xì)胞的研究包括標(biāo)記基因及表面標(biāo)記分子的篩選和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控等領(lǐng)域,而腫瘤干細(xì)胞的發(fā)生機(jī)制也一直是研究者探索的方向之一。通過過表達(dá)幾個(gè)維持胚胎干細(xì)胞(hES)自我更新增殖和多向分化能力的關(guān)鍵基因-OCT4,SOX2,KLF4,C-MYC,NANOG和LIN28

2、能使正常體細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞去分化成為iPS／iPC細(xì)胞這一發(fā)現(xiàn),提示腫瘤干細(xì)胞在體內(nèi)的發(fā)生可能與成熟體細(xì)胞在體外的人工去分化有著相似的機(jī)制,而iPS相關(guān)基因在多種惡性腫瘤中的過度表達(dá)也多有報(bào)道。我也用相似的方法由人類包皮成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)出了與hES細(xì)胞系H9在多方面高度相似的iPS細(xì)胞,包括形態(tài),hES標(biāo)記基因及表面標(biāo)記分子的表達(dá),AP活性,OCT4基因啟動(dòng)子活性,體內(nèi)多向分化及體外定向分化潛能,miRNA表達(dá)譜等等。以成功誘導(dǎo)iPS細(xì)胞作

3、為立題的理論依據(jù)及實(shí)驗(yàn)的技術(shù)基礎(chǔ),我進(jìn)一步研究了iPS相關(guān)基因在肝細(xì)胞癌(HCC)和結(jié)直腸癌(CRC)兩大消化系統(tǒng)惡性腫瘤的CSC富集樣本中的表達(dá)情況及其對(duì)腫瘤生物學(xué)行為的影響,并試圖尋找新的臨床預(yù)警與干預(yù)標(biāo)志物。
　　 實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果：
　　 在不同病人來源的HCC細(xì)胞系中,以NOD／SCID小鼠體內(nèi)起始腫瘤所需最少細(xì)胞數(shù)為主要標(biāo)準(zhǔn),輔以軟瓊脂克隆形成能力鑒定及肝癌CSC表面標(biāo)記分子CD133,CD90等的表達(dá)來鑒定細(xì)

4、胞系的CSC富集程度,并通過RT-PCR和WesternBlotting的手段來檢測(cè)iPS相關(guān)基因以及若干hES標(biāo)記基因與CSC的關(guān)系。通過比較,發(fā)現(xiàn)具有致瘤性的細(xì)胞系都至少表達(dá)iPS相關(guān)基因SOX2,NANOG,KLF4,C-MYC中的一個(gè)以及hES標(biāo)記基因的ERAS,其中SOX2與ERAS的表達(dá)水平與腫瘤致瘤性的強(qiáng)弱成正比。而在不具致瘤性的HC7-S9細(xì)胞株中通過慢病毒感染聯(lián)合過表達(dá)OCT4和C-MYC能賦予細(xì)胞株在異體內(nèi)的致瘤特性

5、。
　　 在結(jié)腸癌細(xì)胞系中,我通過克隆球培養(yǎng)得到腫瘤干細(xì)胞較為富集的樣本,以qRT-PCR的手段檢測(cè)iPS相關(guān)基因在克隆球與細(xì)胞系之間的表達(dá)差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)克隆球中OCT4,SOX2,和NANOG的表達(dá)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)應(yīng)的母代腫瘤細(xì)胞系及正常腸粘膜上皮。為了進(jìn)一步研究iPS相關(guān)基因在腫瘤分子靶向藥物開發(fā)中的潛力,我選取正常組織中較少表達(dá)的NANOG基因在SW620細(xì)胞系中進(jìn)行基因干涉研究,發(fā)現(xiàn)NANOG基因基因干涉能抑制腫瘤細(xì)胞的增殖

6、能力,克隆形成能力和體內(nèi)致瘤能力,提高腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物5-FU的敏感性。同時(shí),5-FU處理也抑制了主要iPS相關(guān)基因OCT4,SOX2,和NANOG的轉(zhuǎn)錄活性。
　　 結(jié)論：
　　 通過過表達(dá)OCT4,SOX2,KLF4和C-MYC能將包皮成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞。IPS相關(guān)基因在HCC細(xì)胞系中能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的異體內(nèi)致瘤能力。而iPS相關(guān)基因在CRC中也主要表達(dá)于CSC富集的克隆球中。NANOG基因基因干涉能降低C