为了探讨IFN-γ信号通路在结直肠癌发生发展中的作用，本研究论文利用ApcMin/+小鼠为模型，对IFN-γ信号通路在肠道肿瘤发生发展中的作用及调控机制进行了探讨。　　第一部分 IFN-γ受体缺失促进ApcMin/+小鼠肠道肿瘤发生发展　　ApcMin/+小鼠对于研究结直肠癌症的发病机制和治疗方法具有非常重要的应用价值。炎症反应在ApcMin/+小鼠肠道肿瘤的发生发展中发挥重要的作用。研究发现，Cox2、MyD88、Gstp、IL6、Stat3、Gas6等炎症相关基因在ApcMin/+小鼠肠道肿瘤的发生发展中均发挥一定的作用。　　利用ApcMin/+雄性小鼠与Ifngr1-/-雌性小鼠交配，获得Ifngr1+/-ApcMin/+小鼠。再用Ifngr1+/-ApcMin/与{fngr1+/-Apc+/+小鼠交配，获得Ifngr1+/+ApcMin/+和Ifngr1-/-ApcMin/+。我们发现，与Ifngr1+/+ApcMin/+小鼠相比，Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠的生存期明显缩短，贫血更为严重，脾脏代偿性增大更为显著。　　对小鼠肠道肿瘤进行计数发现，与Ifngr1+/+ApcMn/+小鼠相比，Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠结肠和小肠中的肿瘤数目均有明显增多(P＜0.01)，肿瘤的尺寸也更大(P＜0.01)。利用Ki67免疫染色发现Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤细胞的增殖速度更快。同时Pcna的表达水平更高。Tunel染色发现Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠与Ifngr1+/+ApcMin/+小鼠肠道肿瘤和正常组织细胞凋亡没有明显的差别。　　C57BL6背景下的ApcMin/+小鼠肠道肿瘤一般为良性腺瘤，几乎没有肿瘤会发生恶变。对小鼠肠道肿瘤进行组织学分析发现，Ifngr1+/+ApcMin/+小鼠肠道肿瘤均为良性肿瘤，而Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠的肠道肿瘤发生严重的结构紊乱。形态学特征显示，Ifngr1-/-ApcMn/+小鼠肠道肿瘤中30-40％发生了侵袭。　　第二部分 Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道炎症反应加剧　　ApcMin/+小鼠肠道肿瘤的发生虽然不依赖于肠道炎症，但炎症反应在其肿瘤的发生和发展过程中会发挥重要的促进作用。细菌感染和DSS处理都可以促进ApcMin/+小鼠肠道肿瘤的发生发展。某些具有抗炎作用的化合物，例如小檗碱则对ApcMin/+小鼠肠道肿瘤有抑制作用。　　Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤增多的同时，肿瘤微环境的炎症反应发生怎样的变化？我们发现，Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中，Cxcl2、Cxcl5、Saa3、Tnf-α、IL-1β、Cox2等炎症因子的表达上调，而抑制炎症反应的Cd74表达水平则有明显的下调。说明，相比Ifngr1+/+ApcMin/+小鼠，Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤炎症反应更加严重。　　巨噬细胞与多种肿瘤发生有关，巨噬细胞浸润到肿瘤细胞周围，称为肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-associated macrophages，TAM)。TAM可以促进肿瘤生长。但是TAM的功能具有可塑性，在IFN-γ等Th1细胞因子的刺激下，TAM主要向着具有抗肿瘤作用的M1型极化;而在IL-4，IL-10等Th2细胞因子的刺激下，TAM就会向M2型极化，M2型的TAM则促进肿瘤细胞的增殖。F4/80免疫组化染色发现，Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中浸润更多的巨噬细胞。利用qRT-PCR对小鼠肠道中部分炎症因子的表达水平进行检测。结果发现，M1型TAM的标志性炎症因子Cxcl9在Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中的表达水平有所降低;而M2型TAM的标志性炎症因子Arginase1、Trem2和Ym1在的表达水平却明显上调。说明Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道TAM向着具有促瘤作用的M2型极化。　　巨噬细胞的极化与CD4+T细胞相关，CD4+T细胞的活化和分化状态对肿瘤的发生发展也发挥重要作用。CD4+T细胞有Th1、Th2和Th17等细胞亚群，Th1具有抑制肿瘤的作用，而Th2和Th17有促进肿瘤发生和发展的作用IFN-γ可以通过调节T细胞极化影响肿瘤发展。我们首先利用免疫荧光方法检测了小鼠肠道肿瘤中CD4+细胞的分布情况。发现，Ifngr1+/+ApcMin/+小鼠和Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中，CD4+细胞的分布没有显著的差异。　　第三部分 IFN-γ通过上调Dkk1的表达抑制β-catenin活性　　β-catenin的激活是是ApcMin/+小鼠肠道肿瘤发生的典型特征，在肿瘤的发生、发展和恶化过程中都发挥重要作用。β-catenin进入细胞核，与TCF一起激活c-Myc、CyclinD1等下游靶基因，促进肿瘤细胞的发生发展。β-catenin的活性随着肿瘤的发展而持续激活，β-catenin的水平也与结肠肿瘤的大小成正相关。β-catenin的过度激活对ApcMin/+小鼠肠道肿瘤的发生发展有促进作用。Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤增多和恶化的同时，β-catenin的活性发生怎样的变化？Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤增多是否与β-catenin调控的改变有关？　　免疫组化染色发现，与Ifngr1+/+ApcMin/+小鼠相比，Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中β-catenin的表达水平更高，其细胞核聚集也更加明显。利用qRT-PCR对小鼠肿瘤中β-catenin靶基因c-Myc和CyclinD1的表达水平进行检测，发现Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中β-catenin靶基因的表达水平明显上调。Ifngr1缺陷导致β-catenin活性进一步升高。　　ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中β-catenin的激活是由Apc基因的突变或LOH造成的，但是其他因素可以使β-catenin的激活进一步加剧。Wnt配体的拮抗因子对β-catenin的调控起着重要作用。DKK1是重要的Wnt配体拮抗因子，对β-catenin信号通路有抑制作用。正常肠上皮细胞以及肝癌细胞中均发现IFN-γ可以通过上调Dkk1的表达影n向β-catenin的活性。Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中β-catenin的激活是否与Dkk1的表达变化有关呢？我们利用qRT-PCR和Western blot对小鼠肠道肿瘤中Dkk1的表达水平进行了检测。发现Dkk1在Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中的表达水平有显著的下调。Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中β-catenin的过度激活以及其肿瘤加剧可能与Ifngr1缺陷导致的Dkk1表达下调有关。　　第四部分 IFNGR1的表达水平与人类结肠癌发生发展的关系　　IFN-γ信号通路在肠炎以及结直肠癌的发生发展中发挥着重要作用，IFN-γ信号通路中很多相关分子的突变都被发现与人结直肠癌的发生以及病人的预后具有相关性。IFN-γ表达不足或者Ifngr1的缺失可以导致-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤发生发展加剧。体外实验也发现IFN-γ可以对结肠癌细胞的生存有明显的抑制作用。如果IFN-γ通路上调不利于肿瘤发生，可以预期在形成的肿瘤中IFN-γ通路应该处于下调状态。因而我们比较了ApcMin/+小鼠肠道肿瘤和正常组织中Ifngr1的表达水平。结果发现，Ifngr1在ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中的表达水平比显著低于正常肠道粘膜组织。我们猜测，这可能是肿瘤形成和发展过程中选择的结果。ApcMin/+小鼠肠道肿瘤起源于微腺瘤，但是并不是所有的微腺瘤都可以发展为大腺瘤或恶性肿瘤。在肿瘤的发生过程中，IFN-γ起到免疫监控的作用。Ifngr1表达水平高的细胞，对IFN-γ敏感，肿瘤的生长受到一定程度的抑制;而Ifngr1表达水平低的微腺瘤，对IFN-γ不敏感，更容易逃逸免疫监控，从而最终发展为大腺瘤。随后，我们比较了65例结肠癌病人肿瘤和正常肠道粘膜中IFNGR1的表达水平(GSE20842)，也得到相同的结论，IFNGR1在人结肠癌肿瘤中低表达。　　综上所述，本论文发现，IFN-γ信号通路在ApcMin/+小鼠肠道肿瘤的发生发展过程中发挥着重要的作用。Ifngr1缺失会导致ApcMin/+小鼠贫血加剧、寿命缩短，肠道肿瘤的数目明显增多，肿瘤增殖加快，肿瘤恶性程度增加。同时，Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤相关炎症反应加剧，肿瘤巨噬细胞向着具有促瘤作用的M2型极化。Ifngr1-/-ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中的β-catenin进一步激活，而且β-catenin的激活由Dkk1的下调介导。IFN-γ对Dkk1的诱导不依赖于STAT1。我们还发现，Ifngr1在ApcMin/+小鼠肠道肿瘤中低表达。本论文的研究结果拓宽并加深了对结肠癌的发病原因和恶化机制的认识，也为IFN-γ在结直肠癌肿瘤临床治疗中的应用提供了重要的理论依据。