结肠癌(colon carcinoma)是全球发病率和死亡率均居第三位的恶性肿瘤。结肠癌高发于欧美发达国家,近年来由于环境因素恶化和饮食结构的改变,我国结肠癌发病率不断上升,严重威胁国人生命健康安全。结肠癌早期症状隐匿,约20%患者在首次确诊时就已发生远处转移,结肠癌晚期患者5年生存率略大于10%,而早期患者可达90%以上,因此早期诊断及治疗是提高患者生存率、改善预后的关键所在。结肠癌起源于正常结肠粘膜上皮,在多种致癌因素共同作用下,先经过一个良性的腺瘤阶段,继而发展为局限于粘膜层的原位癌,原位癌细胞进一步生长并穿透基底膜,进而不断扩散、侵袭发展为浸润癌。结肠上皮的癌变是一个序贯性、多阶段演变的病理学过程,涉及多个分子事件,其癌变机制十分复杂。肿瘤生长过程中,肿瘤细胞与肿瘤间质之间形成一个局部稳态微环境,这种微环境是肿瘤细胞赖以生存的“土壤”,并与肿瘤细胞相互作用,在肿瘤进展过程中发挥重要作用。因此我们从肿瘤微环境角度入手,研究结肠上皮癌变多阶段间质蛋白质的整体变化规律,对于寻找结肠癌早期分子标志物、治疗靶标及进一步揭示结肠癌发病机制具有重要意义。本研究以结肠上皮癌变过程中的4个阶段(正常结肠上皮、腺瘤、原位癌和浸润癌)组织为研究对象,采用激光捕获显微切割(laser capture microdissection,LCM)技术获取各阶段组织间质,然后运用iTRAQ标记结合液相色谱分离以及质谱分析技术鉴定各阶段间质的差异表达蛋白质谱。根据质谱数据分析,本研究共鉴定到1966个非冗余蛋白质并通过筛选得到222个差异蛋白质,接下来采用生物信息学方法对这些差异蛋白质进行系统的GO富集度分析、信号通路分析以及聚类分析,以探明其在结肠上皮癌变过程中的变化规律和作用。进一步采用免疫组织化学、统计学方法对变化倍数较大的2个间质差异蛋白质(TNC、S100A9)进行验证,结果表明这2个蛋白在结肠上皮癌变多阶段过程中的表达变化规律与定量蛋白质组学的分析结果一致,且其表达水平与临床病理分期及淋巴结转移有关(P<0.05)。研究结果提示:TNC和S100A9蛋白可能参与结肠癌发生发展过程,并在结肠癌淋巴结转移过程中起到重要作用。为进一步探讨间质差异蛋白TNC在结肠上皮癌变过程中的作用机制,本研究采用超滤离心的方法富集细胞培养上清中分泌蛋白质,结合Western blot检测方法发现,高转移的SW620结肠癌细胞系分泌蛋白中TNC的表达明显高于低转移的SW480结肠癌细胞系,结果提示:TNC可能通过自分泌途径参与结肠癌转移过程。肿瘤转移相关蛋白在调控肿瘤细胞生长、增殖、迁移中发挥重要作用,而这种调控过程多数通过蛋白质复合体或多蛋白协同作用得已实现。为更深入阐明TNC调控结肠癌转移的分子机制,本研究采用靶向蛋白质组学策略(免疫共沉淀结合质谱鉴定技术)分离、鉴定得到63个结肠癌细胞中TNC的相互作用蛋白,继而对这些蛋白质进行生物信息学分析及免疫共沉淀结合Western blot验证发现结肠癌中存在TNC/FN1/ANXA2相互作用组。本研究结果为揭示TNC蛋白在结肠上皮癌变及转移机制中的作用提供科学依据。本研究直接从间质蛋白质表达水平入手,采用LCM结合iTRAQ定量蛋白组学技术筛选结肠上皮癌变相关间质蛋白质,并运用生物信息学方法对这些差异蛋白质的生物学功能以及参与的信号通路进行系统分析,研究结果将有助于揭示结肠癌细胞与其周围微环境之间的相互关系,同时通过对间质差异蛋白TNC的进一步靶向蛋白质组学研究,将为阐明结肠上皮癌变及转移机制提供重要实验依据,并为从肿瘤微环境途径寻找结肠癌早期诊断分子标志物及药物治疗靶标提供新的线索和思路。