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在体内,细胞与细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)的动态平衡,调控细胞的增殖、分化、凋亡、侵袭和转移等过程,维持组织稳态。然而,癌症的发生及其进展过程不断打破组织稳态,并陷入恶性循环,该过程是由于基因突变导致的基因表达水平改变,进而造成细胞增殖失控。通过挖掘乳腺癌进展的组织芯片数据,本论文发现Kif11基因(Kinesin family member 11)的表达水平与乳腺癌进展密切相关。为了深入分析Kif11基因表达水平与乳腺癌进展的相关性,本论文第一部分的研究首先利用生物信息学,挖掘了乳腺癌进展过程中的差异表达基因、信号通路及核心基因,分析核心基因表达水平与Kif11基因表达水平的相关性;利用三种癌症进展数据库预测Kif11基因表达水平与患者预后的相关性。第一部分的结果表明:乳腺癌进展与癌症发生(hsa05200:Pathways in cancer)、细胞黏着斑连接(hsa04510:Focal adhesion)、细胞因子-细胞因子受体相互作用(hsa04060:Cytokine-cytokine receptor interaction)、肿瘤胆碱代谢(hsa05231:Choline metabolism in cancer)及PPAR信号通路(hsa03320:PPAR signaling pathway)等通路密切相关,并受到EGFR(Epidermal growth factor receptor)、ESR1(Estrogen receptor 1)、JUN(Jun proto-oncogene,AP-1 transcription factor subunit)、IGF1(Insulin like growth factor1)、ERBB2(Erb-b2 receptor tyrosine kinase 2)、FOS(Fos proto-oncogene,AP-1transcription factor subunit)、TOP2A(Topoisomerase DNA II alpha)、AR(Androgen receptor)、KIT(KIT proto-oncogene receptor tyrosine kinase)及CD34(CD34molecule)等核心基因的调控;在乳腺癌组织中,除ESR1、AR基因外,上述核心基因的表达水平与Kif11基因的表达水平均显著性相关(P<0.05);在癌症进展数据库中,Kif11基因的表达水平与癌症分期、亚型与患者绝经情况密切相关(P<0.05)。本论文第二部分研究收集了147对临床回顾性石蜡样本及50对新鲜临床样本,通过荧光定量PCR、Western blot及免疫组织化学染色,分析Kif11基因、蛋白的表达水平与乳腺癌患者预后的相关性;采用siRNA转染乳腺癌细胞系,分析Kif11基因表达水平与乳腺癌进展的相关性。该部分的实验结果表明:在乳腺癌组织中Kif11基因及蛋白的表达水平均显著高于对应的癌旁组织(P<0.05),而且Kif11蛋白表达水平及乳腺癌TNM分期分别是影响乳腺癌患者5年生存率的独立危险因素(P<0.05);利用siRNA下调乳腺癌细胞系中的Kif11基因表达水平显著性抑制了乳腺癌细胞系的增殖、浸润、ECM重塑过程、上皮间质转化过程(Epithelial to mesenchy-mal transition,EMT)及对5-Fu药物的抗性,而且Kif11基因表达水平的下调可以显著性调控EGFR、ERBB2、TOP2A、KIT及CD34等乳腺癌进展核心基因的表达水平(P<0.05)。上述结果证实了Kif11基因表达水平与乳腺癌进展密切相关,其蛋白表达水平可作为乳腺癌患者预后的标志物。为了研究在3D(Three-dimensional)培养体系下Kif11基因表达水平与乳腺癌进展的相关性,本论文第三部分研究利用1%十二烷基醚硫酸盐溶液(Sodium lauryl ether sulphate,SLES)处理新鲜乳腺癌组织及癌旁组织,制备了不同的ECM,采用组织学染色(苏木素-伊红染色、DPAI染色、Van Gieson染色、地衣红染色和阿尔新蓝/核固红染色)及生化含量(DNA、胶原蛋白、弹性蛋白和糖胺聚糖)定量的方法,优化了ECM的制备体系。该部分的实验结果表明:1%SLES溶液可以除去乳腺癌组织及癌旁组织的细胞核结构及DNA,与此同时,又良好地保留了ECM中胶原蛋白、弹性蛋白及糖胺聚糖等物质,最终选择1%SLES溶液处理6 h作为乳腺癌组织的ECM制备最佳体系,对于癌旁组织的ECM制备,则选择1%SLES溶液处理12 h作为其最佳处理条件。本论文进一步基于乳腺癌组织及癌旁组织的ECM,在体外构建了不同3D培养体系,通过组织学染色及免疫组织化学染色分析在3D培养体系下,不同来源的ECM对乳腺癌细胞系增殖的影响;利用荧光定量PCR、Western blot检测在3D培养体系下,不同来源的ECM对乳腺癌细胞系Kif11基因及蛋白表达的影响;通过荧光定量PCR检测在3D培养体系下,不同来源的ECM对乳腺癌细胞系中ECM重塑过程调控基因、EMT转录因子、乳腺癌进展核心基因以及化疗药物处理过程中多药耐药基因表达的影响。该部分的实验结果表明在3D培养体系下,与癌旁组织的ECM相比,乳腺癌组织的ECM显著促进了乳腺癌细胞系的增殖、Kif11基因及蛋白表达水平、ECM重塑过程、EMT过程及乳腺癌进展核心基因的表达水平,而且在5-Fu处理过程中,乳腺癌组织的ECM显著促进了乳腺癌细胞系中多药耐药基因的表达水平,增强了细胞对化疗药物的抗性。本论文最后一部分的研究采用Kif11基因抑制剂-SB743921处理3D培养体系,研究在3D培养体系下,不同来源的ECM对Kif11基因表达水平与乳腺癌进展相关性的影响,利用荧光定量PCR分析在3D培养体系下Kif11基因表达水平的下调后,不同来源的ECM对乳腺癌细胞系中PCNA基因、ECM重塑调控基因、EMT转录因子和乳腺癌进展核心基因的表达情况。该部分的实验结果表明,在3D培养体系中下调Kif11基因表达水平,癌旁组织的ECM显著性抑制乳腺癌进展过程,而乳腺癌组织的ECM维持了乳腺癌进展过程,表明在3D培养体系中,不同来源的ECM对于Kif11基因调控乳腺癌进展过程至关重要,而且基于ECM构建的3D培养体系可以为深入研究Kif11基因调控乳腺癌进展提供理想的3D培养模型。