研究背景结直肠癌是一种常见的恶性肿瘤,随着生活水平的提高和饮食习惯的改变,其发病率与死亡率在今后很长一段时期内还将继续上升,成为最常见的的恶性肿瘤之一。结直肠癌治疗失败的原因主要是由于术后的局部浸润和转移复发,而在远处转移事件中,肝脏是最主要的转移部位。结直肠癌的发生与发展是多基因多步骤累积的结果,随着研究的不断升入,越来越多的基因被证实参与了结直肠癌的发病过程,并且原发灶的生物学特性已决定了其转移潜能。本课题组在前期研究中应用奇异值分解的数学分析方法,整合分析染色体区带和基因表达谱数据,发现染色体4q22区带在肝转移灶及其原发灶中差异明显,其中低表达的主要贡献基因为SPARCL1 (Sreted Protein Acidic and Rich in Cysteine Like 1)。结合临床组织样本及随访资料分析,发现SPARCL1在无转移的结直肠癌组织中的表达较伴肝转移的结直肠癌组织高,并且表达强度与组织分化程度密切相关。SPARCL1在结直肠癌中的研究尚未见报道,前期实验结果已提示该基因参与了结直肠癌肝转移的过程,故本课题对其进行更加全面的研究,以期更加深入的了解结直肠癌肝转移过程的分子事件,并寻找潜在的临床预警与干预标志物。实验方法及结果为了进一步明确SPARCL1的分子生物学功能,我们经行了一系列的体内外功能实验。包括以下内容：1、针对SPARCL1蛋白制备了小鼠单克隆抗体,并证明其具有良好的特异性,能够用于Western Blot及免疫组织化学研究；2、构建了SPARCL1原核及真核表达质粒,诱导并纯化得到SPARCL1重组蛋白,证明了该基因原核表达产物为二倍聚合体；3、构建了SPARCL1稳定表达结直肠癌细胞系RKO-SPARCL1及对照细胞系RKO-pLXSN,在此基础上研究表明SPARCL1对肿瘤细胞周期及增殖能力无明显改变,但可影响肿瘤细胞分化及显著降低体内外侵袭、转移能力,尤其在裸鼠体内试验中发现该基因高表达后能显著降低肿瘤细胞肝脏转移的能力。基于Affymetrix U133 plus2.0高通量表达谱芯片技术,分别寻找普通培养基及Matrigel基质胶培养条件下,RKO细胞系高表达SPARCL1基因后的差异表达基因并采荧光定量RT-PCR验证部分差异基因的变化趋势与基因芯片结果一致。采用在线分析软件DAVID对差异基因进行Gene Ontology分析表明细胞骨架蛋白、细胞黏附、细胞运动和细胞周期等与肿瘤相关的GO分类明显改变。基于KEGG pathway数据库的信号通路分析提示高表达SPARCL1基因后,RKO细胞内黏附通路、细胞通讯及ErbB信号通路出现了明显抑制,且黏附通路在Matrigel培养基下调明显而在普通培养基上无变化,提示SPARCL1参与了肿瘤细胞和基质间的相互作用。采用免疫组织化学方法对214例结直肠癌临床标本肠原发灶经行了SPARCL1蛋白表达情况的检测,结合临床病理资料及随访情况分析,发现该基因在高分化肿瘤中的表达显著高于中低分化组(p<0.05)；在无转移的结直肠癌原发灶中的表达高于有转移组(p<0.05)。生存分析表明在214例结直肠癌患者中,SPARCL1高表达与较长生存时间相关(p<0.05)。并且在Ⅱ期患者组中,此相关性亦有统计学意义。结论SPARCL1通过抑制Focal adhesion信号通路参与细胞与基质的相互作用,降低RKO细胞体内外侵袭及转移能力；影响肿瘤细胞的分化过程,并与结直肠癌病人肿瘤组织分化程度相关。SPARCL1蛋白在结直肠癌原发灶的表达情况可以用于患者有无转移及生存预后的判断。