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目的:胃癌(gastric cancer,GC)是一种常见的恶性肿瘤,在我国各种恶性肿瘤中发病率居第二位,仅次于肺癌。绝大多数胃癌早期无明显症状,临床确诊时多为中晚期,从而错过最佳治疗时机。尽管胃癌的诊断手段和治疗方案日渐完善,由于缺乏可靠的诊断或预后指标,胃癌患者的预后仍然不够理想。因此,探究胃癌的潜在分子机制以找到有效的生物标志物迫在眉睫。细胞的增殖调控异常、凋亡调控失衡、转移能力改变均可引起肿瘤的发生和进展。肿瘤的形成是一个复杂的过程,受到多种基因的调控,肿瘤的形成与基因调控的异常密切相关,这些基因及其产物的异常构成肿瘤发生发展的分子基础。由于缺乏特异性的基因靶点,现阶段胃癌的治疗方式比较有限,仍以传统化疗为主。针对胃癌的靶向治疗手段也十分有限,只有曲妥珠单抗被批准用于晚期胃癌HER-2阳性患者的一线治疗,但目前在我国胃癌患者群体中,这部分患者只占到约总体胃癌患者的16%。探究胃癌调控基因及其分子机制,能够为胃癌的早期诊断和个体化治疗提供理论基础,对临床方案的制定及改善患者的预后具有不可取代的指导作用。LRRN1(富含亮氨酸的重复神经元蛋白-1)是一种I型跨膜蛋白,主要表达于神经组织,肝、肾、肺、心脏等组织也有少量表达。研究证实其在神经突触的形成及维持细胞干性的过程中发挥着重要作用。然而,其在肿瘤,特别是胃癌中的作用仍不清楚。本研究尝试探索LRRN1在影响胃癌预后中的重要作用,探讨LRRN1对胃癌增殖、凋亡、转移等生物学行为的影响,并对其潜在的作用机制展开了进一步深刻探讨。研究方法:1、选择来自The Cancer Genome Atlas(TCGA)和Gene Expression Omnibus(GEO)公共数据库基因表达谱及患者临床信息数据,分析LRRN1在胃癌及正常组织中的表达及其表达对预后的影响;2、采用蛋白免疫印迹(Western blot)方法检测蛋白的表达水平;3、采用Real-time PCR技术检测LRRN1的mRNA表达水平;4、脂质体介导的siRNA或cDNA质粒转染,沉默或过表达目的基因;5、采用MTT法检测细胞活力;6、采用脂质体介导的慢病毒转染,沉默或过表达目的基因;7、采用集落形成实验检测细胞增殖能力;8、采用碘化丙啶(Propidium Iodide,PI)单染法,流式细胞术检测细胞周期;9、流式细胞术检测细胞凋亡;10.Affymetrix sanner 3000芯片检测细胞基因表达谱水平;11、采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞培养上清液中FasL的浓度;12、裸鼠模型检测胃癌细胞的增殖、转移能力;13、TUNEL染色方法检测小鼠移植瘤组织中的细胞凋亡;14、采用Transwell法测定细胞迁移能力;15、细胞粘附实验测定细胞粘附能力;16、免疫组化分析小鼠肿瘤组织中的蛋白表达水平;17、统计学分析:每项实验均进行3次重复独立实验,实验结果以均值±标准差表示。采用SPSS 16.0统计软件进行双侧t检验,P<0.05被认为具有显著差异。结果:1.LRRN1在胃癌组织中表达上调。公共数据库TCGA数据库中胃癌及正常组织表达谱数据的分析结果显示:胃癌中LRRN1的表达水平明显高于癌旁组织。PCR和蛋白免疫印迹实验证实胃癌细胞中LRRN1表达高于胃正常上皮细胞。2.LRRN1是胃癌的独立预后不良因素。对TCGA数据库中胃癌患者临床数据的分析结果提示:LRRN1的表达水平与胃癌患者的临床分期、T分期、N分期显著相关。进一步,多因素COX分析结果显示:LRRN1是胃癌的独立预后不良因素。LRRN1对胃癌患者预后的不良影响同样在GEO数据集GSE62254中得到了验证。多个数据集(TCGA、GEO、KM-plotter)中患者临床数据分析提示:LRRN1高表达的患者具有更短的总生存(OS)和无病生存期(DFS)。3.LRRN1促进胃癌细胞增殖,其具体机制可能与AKT、ERK的激活、细胞周期相关。应用慢病毒shLRRN1转染胃癌细胞系HGC-27、SNU-216下调LRRN1表达,在胃癌细胞系SGC-7901、AGS中过表达LRRN1。MTT实验结果显示:干扰LRRN1表达后胃癌细胞的增殖能力减弱;过表达LRRN1后胃癌细胞的增殖能力增强。集落形成实验结果显示:干扰LRRN1表达后,胃癌细胞的长期增殖能力减弱;过表达LRRN1后,胃癌细胞的长期增殖能力增强。蛋白免疫印迹结果显示:LRRN1与AKT、ERK的活性相关。裸鼠皮下成瘤实验结果进一步显示:慢病毒干扰LRRN1表达后,胃癌细胞的成瘤能力减弱。流式细胞术结果显示:siRNA干扰LRRN1表达后,胃癌细胞发生G1期阻滞。4.LRRN1抑制胃癌细胞凋亡。流式细胞术结果显示:siRNA干扰LRRN1表达后,胃癌细胞凋亡增加。5.LRRN1通过抑制c-jun下调Fas、FasL抑制胃癌细胞凋亡。利用siRNA干扰胃癌细胞系中LRRN1的表达,PCR、蛋白免疫印迹实验、酶联免疫吸附试验实验均证实Fas、FasL表达上调。流式细胞术的结果显示:使用siRNA干扰Fas表达或应用FasL中和抗体均可逆转siRNA干扰LRRN1表达带来的凋亡。利用siRNA干扰胃癌细胞系中LRRN1蛋白表达,PCR、蛋白免疫印迹实验结果显示c-jun及其磷酸化上调。利用siRNA干扰胃癌细胞中c-jun蛋白表达,蛋白免疫印迹实验显示Fas、FasL表达下调。流式细胞术结果显示:使用siRNA干扰c-jun表达可逆转干扰LRRN1表达带来的凋亡。6.LRRN1促进胃癌细胞迁移。Transwell实验结果显示:干扰胃癌细胞LRRN1表达抑制胃癌细胞迁移,过表达LRRN1促进胃癌细胞迁移。但蛋白免疫印迹实验的结果并没有发现LRRN1与EMT之间的关联。7.LRRN1增强胃癌细胞的粘附能力,其具体机制可能与FAK的激活相关。细胞粘附实验结果显示:干扰胃癌细胞LRRN1表达减弱胃癌细胞的粘附能力;过表达胃癌细胞LRRN1增强胃癌细胞的粘附能力。Western blot结果显示:干扰LRRN1表达能够下调FAK的磷酸化水平,过表达LRRN1促进FAK磷酸化。8.LRRN1增强胃癌细胞的腹腔定植能力。裸鼠腹腔成瘤实验结果显示:干扰胃癌细胞LRRN1表达减弱胃癌细胞的腹腔定植能力。结论:1、LRRN1促进胃癌细胞增殖,是胃癌的独立预后不良因素。2.LRRN1通过下调c-jun表达抑制Fas/FasL通路抑制胃癌细胞凋亡。3.LRRN1促进胃癌细胞转移。