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目的:肺癌目前是世界上发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,对人群健康和生命威胁极大。据统计,肺癌中大约有80%为非小细胞肺癌(NSCLC)。对于早期非小细胞肺癌,现阶段最优的治疗方式仍是手术治疗。但对于中晚期肺癌,目前治疗方法仍有限,即便接受了手术治疗,也可能出现局部复发或全身转移,这也是导致肺癌死亡率居高不下的主要原因。针对肺癌的治疗方法近年发展迅速,出现了包括靶向治疗、免疫治疗等新的治疗方法。这些新的治疗方法也的确提高了肺癌患者的5年生存率,但目前还远远不够。因此发现新的治疗靶点和探索新的治疗方法势在必行,探索NSCLC的发生发展机制仍具有极其重要的作用和价值。对基因表达谱交互分析(GEPIA)数据库的分析显示,Kelch-like17(KLHL17)蛋白在包括腺癌和鳞状细胞癌在内的非小细胞肺癌(NSCLC)中过度表达。但是,目前关于KLHL17的研究较少,尤其在非小细胞肺癌中的生物学功能及其作用机制尚不明确。因此,本研究旨在探讨KLHL17在非小细胞肺癌发展和进展中的作用,为寻找非小细胞肺癌新的治疗靶点提供方向。研究方法:本研究首先利用GEPIA数据库进行信息挖掘,分析NSCLC肿瘤组织与正常组织中基因的表达差异,同时,我们使用Oncomine数据库分析NSCLC基因表达阵列的各个数据集,分析了临床NSCLC标本中KLHL17的m RNA表达,并与正常组对照进行比较,观察到KLHL17在肺腺癌或肺鳞状细胞癌中的表达水平显著高于正常肺组织。因此,我们假设KLHL17可能在NSCLC的发生和发展中发挥作用。在后续研究中,我们应用免疫组织化学方法比较了173例临床组织标本中KLHL17的表达,并从这173份组织样本中随机选取39对新鲜组织样本(癌组织与癌旁组织)进行Western Blot实验,对KLHL17表达水平进行统计学分析。采用Kaplan-Meier绘图仪数据库分析NSCLC患者KLHL17高表达组与低表达组的生存期是否存在差异。在本研究的第二部分,我们首先通过Western Blot实验检测KLHL17在5个NSCLC细胞系(A549、SK、H460、H1299、H292)及正常支气管上皮细胞系(HBE)中的表达量,并通过细胞免疫荧光实验和细胞免疫化学实验观察KLHL17在NSCLC细胞系及正常支气管上皮细胞系中的细胞定位情况。之后,我们在NSCLC细胞系中分别通过转染KLHL17-Flag质粒实现KLHL17过表达,以及使用si KLHL17抑制KLHL17的表达。通过MTS实验和集落形成实验检测KLHL17对NSCLC细胞增殖能力的影响,通过Transwell细胞迁移试验检测KLHL17对NSCLC细胞迁移能力的影响。在本研究的第三部分,我们首先利用GEO数据库进行GSEA分析,寻找与NSCLC富集相关的信号通路和基因,发现KLHL17和MAPK信号通路与NSCLC有密切关系。随后我们进行了Western Blot实验检测,探索应用KLHL17-Flag质粒或者si KLHL17使KLHL17在NSCLC细胞中表达增高或抑制后,对Ras/MAPK信号通路相关蛋白(Ras、p-ERK)及与细胞功能相关的下游蛋白(Cyclin D1、CDK4、MMP2、Rho A)表达的影响。特别地,用Ras特异性抑制剂Salarasib处理KLHL17-Flag转染的NSCLC细胞后,通过Western Blot实验检测Ras/MAPK信号通路相关蛋白以及与细胞功能相关的下游蛋白表达量的变化。同样的,通过MTS实验、集落形成实验和Transwell迁移实验观察用Ras特异性抑制剂Salarasib处理KLHL17-Flag转染的NSCLC细胞后,细胞增殖及迁移能力的变化。研究成果:1.在GEPIA数据库的信息挖掘过程中,我们观察到KLHL17在NSCLC中的表达水平显著高于正常肺组织。从Oncomine数据库中,我们发现KLHL17在NSCLC中的表达水平高于在其他肿瘤中的表达。Kaplan-Meier分析表明,NSCLC患者KLHL17高表达组的生存期与低表达组相比较短。2.应用免疫组织化学方法比较了173例临床组织标本中KLHL17的表达。结果显示KLHL17表达与NSCLC分化程度有关(P<0.05),并且与肿瘤大小、淋巴结转移、TNM分期显著相关(P<0.005)。3.细胞免疫荧光和细胞免疫化学结果显示KLHL17在NSCLC细胞系(A549、H1299、H460和SK细胞)中的表达高于在正常支气管上皮(HBE)细胞中的表达,并且KLHL17在HBE及NSCLC细胞中主要定位在细胞核。4.MTS分析结果显示,转染过表达KLHL17的质粒后,NSCLC细胞系(A549,H1299和SK细胞系)的增殖能力显著增强,而通过si KLHL17抑制KLHL17表达后细胞的增殖能力减弱。5.集落形成实验表明,在NSCLC细胞系(A549,H1299和SK细胞系)中,过表达KLHL17后细胞的集落形成能力增强,而使用si KLHL17抑制KLHL17表达,会减弱A549、H1299和SK细胞系的集落形成能力。6.Transwell实验显示,KLHL17的高表达促进了NSCLC细胞系(A549,H1299和SK细胞系)的迁移能力,而使用si KLHL17抑制KLHL17则降低NSCLC细胞系(A549,H1299和SK细胞系)的迁移能力。7.通过GEO数据库进行GSEA分析,我们发现KLHL17和MAPK信号通路与NSCLC有密切关系。在NSCLC细胞(A549,H1299和SK细胞)中过表达KLHL17促进了Ras/MAPK信号通路相关蛋白(Ras、p-ERK)及与细胞功能相关的下游蛋白(Cyclin D1、CDK4、MMP2、Rho A)表达;相反的,抑制KLHL17表达后,Ras/MAPK信号通路相关蛋白(Ras、p-ERK)及与细胞功能相关的下游蛋白(Cyclin D1、CDK4、MMP2、Rho A)的表达水平减低。用Ras特异性抑制剂Salarasib处理KLHL17转染的A549、H1299和SK细胞后,发现Ras/MAPK信号通路相关蛋白及其下游功能蛋白的表达降低,并且通过MTS实验、集落形成实验及Transwell迁移实验观察到细胞的增殖和迁移能力均受到抑制。结论:1、与正常肺组织相比,非小细胞肺癌患者肿瘤组织中KLHL17的表达显著升高;并且KLHL17表达上调与肿瘤大小、淋巴结转移和TNM分期呈正相关,并影响NSCLC患者的总体生存率。2、KLHL17在各种非小细胞肺癌细胞系(A549、H1299、H460和SK细胞)中的表达高于正常人支气管上皮细胞(HBE)。3、KLHL17在非小细胞肺癌细胞系(A549、H1299和SK细胞)中的过度表达促进肿瘤细胞的增殖和迁移,这与Ras/MAPK信号通路的激活和细胞功能相关下游蛋白Cyclin D1、CDK4、MMP2和Rho A的表达增加有关。相反,在上述非小细胞肺癌细胞系中敲除KLHL17抑制肿瘤细胞的增殖和迁移,这与Ras/MAPK信号通路的激活减少以及细胞功能相关下游蛋白Cyclin D1、CDK4、MMP2和Rho A的表达减少有关。4、用Ras信号通路特异性抑制剂Salarasib处理KLHL17-Flag转染的A549、H1299以及SK细胞,可阻断KLHL17过表达对Ras/MAPK活性以及肿瘤增殖和迁移功能的影响。