IL-17A在结肠炎相关结直肠癌变中的作用与机制研究

发布时间：2017-11-20 06:26

  本文关键词：IL-17A在结肠炎相关结直肠癌变中的作用与机制研究

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【摘要】：结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是消化系统常见恶性肿瘤之一,是整个世界范围内造成死亡的主要疾病之一,在欧美国家分别位列第一、二位,发病率呈逐年增长趋势。据美国癌症协会估计,2014年美国新发CRC病例136 830例,死亡50 310例。近年来,我国结直肠癌特别是直肠癌(占60%)的发病率和病死率也呈不断上升趋势,CRC的发病率在我国城市和农村分别占恶性肿瘤发病率的第四位和第六位,严重威胁国民的身心健康。溃疡性结肠炎相关结直肠癌是溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)的严重并发症,虽然只占所有CRC的1%~2%,但死亡率却占UC患者的10%~15%。结直肠癌的发生发展是一个多步骤、多因素、多阶段的过程。研究表明某些因素能够增加患结直肠癌的风险,如年龄、结直肠息肉、溃疡性结肠炎和克罗恩病、结直肠癌家族史、种族、2型糖尿病等,家族性腺瘤息肉病(familial adenomatous polyposis,FAP)或遗传性非息肉病性大肠癌(hereditary nonpolyposis colon cancer,HNPCC)等家庭综合症。一些生活习惯因素也与高结肠直肠癌的风险有关,如膳食中含大量红肉类(牛肉、羊肉、或肝脏)、加工肉类(如热狗和博洛尼亚)及高热量食品,缺乏锻炼、超重和肥胖、吸烟、酗酒等。众所周知,炎症性肠病(Inflammatory bowel diseases,IBD),包括溃疡性结肠炎和克罗恩病,有发展成为结直肠癌的风险,目前普遍认为,IBD是携带遗传易感基因的宿主在环境因素参与下,由于慢性肠道感染、黏膜抗原屏障缺陷以及肠腔内抗原物质的异常免疫反应所导致。长期UC患者发生癌变的危险性升高,UC并发结直肠癌癌变可能与其慢性炎症长期作用相关,其发生发展经历着从正常上皮组织、低度异型增生、高度异型增生到癌变的过程,但目前具体机制仍不明,多方面因素改变均可能在癌变过程中发挥重要作用。白细胞介素17(Interleukin-17,IL-17)是体内重要的促炎症细胞因子,由155~197个氨基酸构成,分子量约为20~30kDa,主要由活化的T淋巴细胞分泌,包括CD4+CD45RO+T细胞、CD8+T细胞、γδT细胞等,其中,cd4+t细胞亚群中th17细胞是il-17的主要来源细胞,但最近研究发现上皮细胞、血管内皮细胞以及某些肿瘤细胞均可产生il-17。il-17家族以同源或异源二聚体的形式行使功能,il-17与il-17ra/il-17rc异源二聚体形成复合体,通过类似于纤维母细胞因子的表达方式,激活核因子-κb(nf-κb)激活剂1(nuclearfactor-κbactivator1,act1)、il-17受体和toll-il-1r(sefir)受体结构域。act1是一种e3泛素连接酶,通过ubc13/uev1ae2复合物,以k63多聚泛素化的方式在k124位修饰肿瘤坏死因子受体相关因子6(tumornecrosisfactorreceptor-associatedfactor6,traf6),介导il-17下游信号传递及炎症基因表达。多聚泛素化的traf6激活转化生长因子β活化激酶1(transforminggrowthfactor-β-activatedkinase1,tak1)和iκb激酶(iκbkinase,ikk)复合物,后者激活nf-κb信号通路,启动包括cxcl1、il-6、vegf等的一系列化学因子、细胞因子和生长因子的转录。il-17只能微弱激活下游信号及基因表达,但il-17可以调控mrna稳定性,以此协同其他细胞因子,从而放大靶细胞对il-17的反应。il-17能够通过ikki激酶依赖的act1-traf2-traf5复合体,增加下游cxcl1mrna稳定性,act1-traf2-traf5复合体与剪接子2(splicingfactor2,sf2)绑定,阻止sf2/asf介导的mrna降解。目前,il-17在肿瘤发生发展中的作用尚存在争议,利用动物模型,一些研究发现il-17a可以通过ifn-γ生产nk细胞和t细胞,抑制肿瘤的生长和转移,而另有研究表明,il-17a能够通过il-6/stat3信号途径或通过诱导肿瘤局部微环境改变,促进肿瘤的生长和转移。本研究旨在探讨il-17a在结肠炎相关结直肠癌发生中的作用,并对其机制进行初步探讨,为治疗结肠炎相关结直肠癌提供理论依据。第一部分人结肠组织癌变与il-17a诱导的炎症反应增强有关目的:探讨il-17a诱导的炎症反应在人结肠癌中的作用。方法:通过elisa方法检测结肠组织中il-17a细胞因子浓度,westernblot方法检测il-17/il-17r、vegf、mmp2、mmp7、mmp9、erk、p-erk、jnk、p-jnk蛋白,免疫组织化学染色方法检测il-17、mmp2蛋白在结肠组织中的定位,利用cd34染色检测结肠组织中微血管密度。结果:il-17a和il-17ra蛋白均为结直肠癌组织中最高,明显高于腺瘤、溃疡性结肠炎及正常结肠组织。伴随il-17a和il-17ra增加,il-17a诱导的炎症反应增强,包括细胞外信号转导信号erk1/2和jnk激活、基质金属蛋白酶mmp9、mmp7和mmp2、bcl-2和cyclind1表达增加,bax表达减少。结直肠癌组织中vegf和vegfr表达最高,其次为腺瘤组织,而在溃疡性结肠炎组织和正常结肠组织中的vegf蛋白几乎检测不到。第二部分il-17a对hct116细胞迁移侵袭能力的影响目的:探讨il-17a对结直肠癌细胞侵袭转移能力的影响。方法:体外培养hct116细胞,经过不同的处理(空白对照组、il-17a处理组、pd98059+il-17a组、sp600125+il-17a组),分别采用划痕实验和transwell小室检测细胞迁移和侵袭能力,westernblot方法检测il-17ra、erk、p-erk、jnk、p-jnk、mmp2、mmp7、mmp9、cyclind1、bcl-2、bax、vegf、vegfr蛋白表达。结果:台盼蓝染色及细胞蓝?检测均显示il-17a处理的hct116细胞增殖活性高于对照组,而pd98059和sp600125预处理组细胞增殖活性显著下降;对照组、il-17a组、pd98059和sp600125预处理组transwell穿膜细胞数为9.5±1.06、15.4±1.11、3.7±0.53和4.3±0.55,除后2组之间差异无统计学意义外,其余各组间差异均有统计学意义;il-17a组hct116细胞迁移能力最强,划痕变窄,而pd98059和sp600125预处理组细胞迁移能力下降,划痕距离未见明显变化;il-17a增加hct116细胞il-17ra、mmp2、mmp7、mmp9、cyclind1、bcl-2、vegf、vegfr蛋白分泌,使erk1/2、jnk磷酸化增加,给予pd98059和sp600125预处理,上述蛋白表达减少。第三部分il-17asirna对结肠炎相关结直肠癌模型小鼠的治疗作用目的:探讨il-17asirna对结肠炎相关结直肠癌模型小鼠的治疗作用。方法:采用偶氮氧化甲烷/葡聚糖硫酸钠方法建立溃疡性结肠炎相关结直肠癌小鼠模型,建模成功后给予il-17asirna干扰治疗,实验分为对照组、模型组和il-17asirna治疗组,real-timepcr检测各组结肠组织il-17a、il-17ramrna水平,westernblot检测il-17a、il-17ra、erk、p-erk、jnk、p-jnk、mmp2、mmp7、mmp9、cyclind1、bcl-2、bax、VEGF、VEGFR蛋白表达。结果:IL-17A si RNA治疗组小鼠体重较模型组增加,粘膜上皮损伤及腺体结构的消失程度均较模型组减轻;IL-17A和IL-17RA基因和蛋白均为模型组最高,IL-17A siRNA治疗组次之,对照组最低(P0.05);IL-17A siRNA治疗组p-ERK1/2、p-JNK蛋白低于模型组;模型组、IL-17A siRNA治疗组、对照组结肠组织中MMP2、MMP7、MMP9、Bcl-2、Cyclin D1、VEGF、VEGFR蛋白表达依次降低,而Bax则为对照组最高,模型组最低。结论:1结直肠癌组织中IL-17A表达增高。2 IL-17A可能通过ERK1/2和JNK1/2信号通路调控下游信号蛋白表达,在结直肠癌发生发展中发挥作用。3 IL-17A siRNA治疗能够抑制结直肠癌进展,可能成为结直肠癌预防和治疗新靶点。
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R574.62;R735.3

【参考文献】

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本文编号：1206415