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【背景】胃癌是我国最常见的恶性肿瘤之一,在我国其死亡率仅次于肺癌和肝癌。全球每年新发胃癌病例愈百万,其中41%发生在中国;每年因胃癌死亡的人,中国占35%。胃癌侵出浆膜层、淋巴转移及血行转移是导致胃癌不能根治性手术及术后复发、死亡的主要原因。肿瘤细胞要实现侵袭和转移,首先必须突破由基底膜(basilar membrane,BM)和细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)构成的组织屏障。近来的研究发现:乙酰肝素酶(heparanase, HPSE)是体内唯一降解该屏障的主要成分——硫酸乙酰肝素蛋白多糖(heparan sulfateproteoglycan, HSPG)的β-D-葡萄糖醛酸内切酶,通过裂解硫酸肝素糖胺聚糖链(HS-GAG)降解HSPG,还能协同多种因子,通过多条途径直接和间接地促进肿瘤的浸润和转移,因而成为近年来肿瘤转移机制和对策研究的热点。MicroRNA(miRNA)是大小约18-25个碱基的非编码单链小分子RNA,通过与靶基因3’端非翻译区(3’-UTR)的碱基不完全配对发挥基因调控的作用,抑制mRNA翻译。功能学研究发现,miRNA通过表达量的上调或下调影响细胞的发育和疾病过程,参与了包括细胞增殖、分化、凋亡以及肿瘤发生和转移等各种生理病理过程。利用miRNA与肿瘤相关蛋白之间的相互作用,能发挥促进或抑制肿瘤形成的生物学功能。【研究目的】检测HPSE在胃癌组织中的相对表达水平,应用生物信息学筛选能靶向其表达的内源性miRNA,并确定这些miRNA在胃癌组织中的表达,初步探讨胃癌转移过程中miRNA的异常表达与HPSE表达上调的特异相关性,为探索胃癌发生、发展和转移的分子机制,确立转移防治靶点,寻求新的干预策略提供参考及突破口。【研究方法】应用实时定量PCR的方法检测HPSE在胃癌组织中的表达变化;根据miRNA与HPSE3’非翻译区(3’-UTR)序列的结合情况,运用生物信息学方法筛选出可能靶向HPSE的miRNA,并利用实时定量PCR检测这些miRNA在胃癌组织中的表达水平;双荧光素酶报告基因系统和western blot的方法确定miRNA与HPSE的靶向作用关系;基因转染的方法干预胃癌细胞中目的miRNA的水平,MTT法鉴定细胞的生长活力,流式细胞术确定细胞凋亡能力,细胞穿膜实验鉴定细胞侵袭能力。【实验结果】1. HPSE在胃癌组织中的表达提取的组织RNA样品经1%琼脂糖凝胶电泳检测,28S、18S及5S小分子RNA条带清晰。实时定量PCR结果显示,HPSE基因在71.1%(32/45)的胃癌组织中相对高表达,平均表达水平较癌旁组织高3.6倍(P<0.01)。2. HPSE基因表达水平和胃癌临床病理特征的关系根据肝素酶mRNA在胃癌组织和癌旁组织和相对表达水平,利用SPSS10.0统计学软件,分析了肝素酶mRNA和胃癌临床病理特征的关系。肝素酶mRNA在癌组织的高表达与患者性别无关;与肿瘤直径大小、T分期、淋巴转移以及临床分期明显有关。3. miRNAs与HPSE的靶向作用关系生物信息学预测发现miR-18b、miR-137、miR-299-3p和miR-502可能作用于HPSE基因;其中miR-18b和miR-137与HPSE基因分别有两个结合靶点。实时定量PCR结果显示,相对于正常胃组织,miR-18b、miR-137、miR-299-3p和miR-502在胃癌组织的表达水平明显较低,分别为正常胃组织含量的50%、50%、45%和69%。4. miR-18b调控HPSE的表达双荧光素酶报告基因系统结果显示miR-18b能够特异地抑制含HPSE基因3’UTR区域的荧光素酶活性;western blot结果显示胃癌细胞内过表达miR-18b能够抑制内源性HPSE蛋白的表达,而不影响mRNA水平。5. miR-18b调控胃癌细胞侵袭能力细胞生长活力检测显示,miR-18b对胃癌细胞的增殖能力无明显影响,流式细胞术结果显示miR-18b对胃癌细胞凋亡能力无明显影响。细胞穿膜实验结果显示,过表达miR-18b的胃癌细胞穿膜能力较对照组明显降低,为对照组的72.5%。【实验结论】:1.胃癌组织HPSE为相对高表达水平,和胃癌临床患者病理特征的关系说明其与胃癌组织生长及浸润转移演变过程密切相关。2.生物信息学预测、双荧光报告基因系统和western blot结果说明miR-18b能显著对HPSE转录后翻译水平进行抑制,HPSE是miR-18b的一个靶基因。3. miR-18b对胃癌细胞侵袭能力有明显的抑制作用,在胃癌发生发展过程中具有重要作用。4.以miR-18b调控HPSE表达的功能,作为新的治疗切入点,通过对疾病发生发展过程中miRNAs调控网络的深入研究,对了解胃癌的发病原因、发病机制以及寻找基因治疗新的药物靶点都具有重要意义。