胶原基因差异表达与胃癌早期诊断的病理基础及分子机制

胃癌的发现时期决定其预后。胃癌前病变是引发胃癌的主要危险因素。如果对胃癌前病变实施动态监测，研究癌变的分子标志，将能准确地判别癌前病灶癌变，在病理形态学改变前甄别出胃癌。我们前期的实验发现胶原系列基因在胃癌中异常表达，并初步建立了基于胶原表达水平的癌变判别公式。为进一步揭示胶原基因在胃癌前病变癌变中表达变化规律及其致癌的分子机制，完善基于胶原表达水平的癌变预测公式，本项目拟用定标活检技术监测同一个体胃癌前病变不同发展阶段及不同个体同一癌变阶段的胶原表达变化；利用RNA干扰和/或过表达技术，从细胞水平探讨早癌中异常表达的胶原基因对癌细胞生物学行为的影响及可能信号通路；进一步利用动物模型来明确改变这些胶原表达对体内胃癌浸润转移的作用及可能的调控机制。本研究的开展将为胃癌早期诊断提供简便易行的分子诊断模型，同时研究胶原促进癌细胞浸润转移的可能机制，为胃癌治疗提供潜在的药物靶点。

随着技术的进步，分子水平的诊断已经在肿瘤早期诊断成为一种可能。本课题将我们之前基因芯片筛查得到的胶原系列基因进行分3个阶段的定量Real-time PCR技术检测：第一阶段检测发现肿瘤组织中有6个胶原基因表达明显上调，COL4A6表达下调；第二阶段的检测结果初步建立了基于胶原系列基因PCR表达水平的胃癌早期诊断的分子生物信息学判别公式；第三阶段经过 Binary logistic回归分析修正了基于胶原系列基因PCR表达水平的胃癌癌变预测公式，修正后公式的敏感性和特异性较高。本实验初步建立起了基于胶原系列基因表达水平的胃癌前期病灶癌变判别公式，对临床早期胃癌的生物学诊断提出新的诊断模式，并发现2个胶原基因（COL4A6, COL11A1）可能作为胃癌前病变早期癌变监测指标。鉴于目前COL11A1在胃癌中的生物学作用还没被充分阐释，我们做了COL11A1在胃癌的基础研究。本文通过荧光定量PCR分析了40个胃癌病人的COL11A1 mRNA表达水平，并通过MTS，平板克隆实验和transwell实验来检测了干扰COL11A1表达后对胃癌细胞株的影响。同时，在干扰COL11A1表达后，我们使用流式细胞仪检测细胞的增殖和凋亡、细胞周期和凋亡相关的蛋白印迹实验和cDNA微阵列分析方法研究COL11A1在胃癌中可能的作用机制。本次研究发现：在组织水平上，与邻近配对的非胃癌组织相比，胃癌组织中COL11A1信使RNA的表达水平上调，且发现COL11A1的表达水平与肿瘤的浸润深度紧密相关；在细胞水平上，与永生化的正常胃粘膜细胞相比，COL11A1在HGC-27胃癌细胞上表达上调，而在其他细胞中表达较低；体外的细胞功能学实验发现：干扰COL11A1表达明显抑制了HGC-27胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭；此外，干扰COL11A1能促进细胞凋亡、诱导G1期细胞周期阻滞、cyclin D1蛋白下调以及p21和活化的caspase-3蛋白上调；有/无COL11A1干扰的HGC-27胃癌细胞cDNA微阵列分析提示COL11A1可能通过调节多个与增殖和/或侵袭相关的基因如XIAP，NEF， RGS2，CTSK和MGAT5而发挥作用。总之，我们的研究发现：COL11A1可能是胃癌的促癌因子，而且可能成为胃癌治疗的潜在靶点。