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目的:胃癌是威胁人类健康的最主要的癌症之一,也是全球范围内癌症死亡的第三大原因。绝大多数胃癌早期无明显症状,易被忽略,因此,目前我国胃癌的早期诊断率较低。手术切除是胃癌的唯一治愈性治疗方法,但大多数患者在诊断时已是晚期,失去手术机会。虽然近年来,出现了许多新的胃癌治疗办法,但晚期患者预后仍不佳,因此亟需寻找用于胃癌诊断和预后预测的生物学标志物,并且具备良好的特异性和敏感性。赖氨酰氧化酶(lysyl oxidase,LOX)家族是一组细胞外铜依赖性胺氧化酶,包括LOX和LOXL1-LOXL4五个成员。LOX家族最主要的作用是共价交联胶原蛋白和弹性蛋白,维持细胞外基质的正常结构和功能。近年来的研究发现,LOX家族在肿瘤发生发展、侵袭转移中发挥着重要的作用。LOX和LOXL2在多种实体肿瘤中表达上调,并促进肿瘤恶化、进展,LOXL4被报道可促进胃癌侵袭转移,LOXL3在高侵袭性的胃癌细胞中高表达,与胃癌侵袭转移密切相关。但LOXL1在胃癌中的作用未见报道,其作用仍不明确。本研究的第一部分运用TCGA和GEO数据库分析了LOXL1的表达与胃癌预后及临床病理学参数的关系,明确了LOXL1对胃癌预后的影响,进一步的细胞实验研究了LOXL1影响胃癌预后的机制,研究结果将为胃癌的诊断提供新的生物学标志物。本研究的第二部分利用本实验室已建立的低氧耐性胃癌细胞系,更真实的模拟了肿瘤细胞在体内所处的微环境,探讨了长期低氧条件下LOX促进胃癌细胞转移机制,这一结果为针对胃癌转移提供了新的治疗靶点。方法:1.利用TCGA数据库比较胃癌患者肿瘤组织和正常组织的LOXL1表达差异;2.运用COX单因素/多因素回归分析LOXL1表达与胃癌预后的关系;3.利用NCBI的GEO数据库下载基因表达谱胃癌样本数据集GSE62254,应用卡方检验分析LOXL1基因表达水平与不同性别、年龄、T分期、N分期、M分期、Lauren分型等临床病理学特征的关系;4.RT-PCR检测细胞内mRNA表达水平;5.Western blot检测蛋白的表达水平;6.transwell检测细胞转移能力;7.MTT和集落形成实验检测细胞的增殖能力;8.流式细胞术检测细胞增殖及凋亡能力;9.显微镜下观察亲本胃癌细胞和低氧耐性胃癌细胞的形态。结果:1.相比于正常组织,LOXL1在肿瘤组织中高表达,LOXL1高表达与胃癌预后差相关。2.LOXL1是胃癌的独立预后因素。3.LOXL1倾向于在T分期(p<0.001)和N分期(p=0.046)较晚的胃癌患者中高表达,LOXL1倾向于在Lauren分型为弥漫型(p<0.001)的患者中高表达,LOXL1表达水平在不同性别、年龄和M分期之间无明显差异。4.LOXL1对胃癌细胞的迁移无明显作用。瞬时沉默/过表达胃癌细胞中的LOXL1后,细胞迁移能力未见明显变化。5.LOXL1促进胃癌细胞增殖。瞬时沉默LOXL1后,胃癌细胞HGC27的增殖能力和集落形成能力均减弱;过表达LOXL1后,胃癌细胞MGC803的增殖能力和集落形成能力均增强。6.LOXL1对细胞凋亡无影响。瞬时沉默LOXL1后,HGC27的凋亡能力未发生明显变化,凋亡相关蛋白caspase3、PARP等均未见明显变化。7.沉默LOXL1可引起G1期阻滞。瞬时沉默LOXL1后,HGC27出现了明显的G1期阻滞的现象,并且G1期相关周期蛋白cyclinD1的表达水平明显下降,cyclinB、cyclinA等细胞周期蛋白表达水平未见明显改变。8.LOXL1可激活WNT/β-catenin/cyclinD1通路。GSEA富集分析得出LOXL1与WNT通路和TGF-β通路存在相关性,瞬时沉默LOXL1后,Smad2/3未见明显改变,β-catenin的磷酸化水平和cyclinD1的表达水平明显下降;过表达LOXL1后,β-catenin的磷酸化水平和cyclinD1表达水平明显升高。9.与亲本胃癌细胞相比,低氧耐性胃癌细胞转移能力增强,LOX mRNA和蛋白表达水平明显升高。10.低氧耐性胃癌细胞中LOX上调,促进转移。瞬时沉默低氧耐性胃癌细胞中的LOX mRNA和蛋白后,其迁移能力降低。11.LOX通过激活AKT通路促进了低氧耐性胃癌细胞转移。与亲本胃癌细胞相比,低氧耐性胃癌细胞中P-AKT表达水平上调;瞬时沉默LOX后,低氧耐性胃癌细胞中LOX表达下降的同时,AKT磷酸化水平也明显降低;并且在AKT通路抑制剂作用后,低氧耐性胃癌细胞的迁移能力明显降低。结论:1.LOXL1表达高与胃癌预后差相关,并且LOXL1是胃癌的独立预后因素;2.LOXL1的表达水平在不同临床病理学特征之间存在差异,LOXL1倾向于在T分期较晚的胃癌患者中高表达;3.LOXL1的表达并不影响胃癌细胞侵袭迁移;4.LOXL1通过WNT/β-catenin/cyclinD1通路促进胃癌细胞增殖。5.长期低氧条件下,LOX上调,并通过激活AKT信号通路促进低氧耐性胃癌细胞转移。