GDF15和S100A2在结直肠癌中的表达与功能研究

发布时间：2018-04-23 16:17

本文选题：结直肠癌 + GDF15　；参考：《浙江大学》2016年博士论文

【摘要】：结直肠癌是临床上一种常见的消化系统恶性肿瘤,其发病率和死亡率都较高,且呈逐年上升的趋势。虽然近年来肿瘤相关研究和医疗技术都在不断的发展,但是针对结直肠癌的防控收效甚微,进展期结直肠癌患者的五年生存率没有根本性的提高,结直肠癌患者的死亡率也没有显著降低。转移严重影响结直肠癌患者的治疗效果,是导致患者死亡的主要原因,因此研究肿瘤转移过程中的相关基因,做到早期预测结直肠癌患者的肿瘤转移潜能,是降低结直肠癌转移发生率,提高患者生存率的关键。此外,早期诊断筛查能够降低结直肠癌患病风险,研究诊断及预后分子指标对早期筛查有重要意义。但是由于单个研究的样本数量较小、人群间差异大等因素,单个研究结果提出的结直肠癌诊断及预后分子价值尚存在争议。Meta分析将研究目的相同的同类结果进行定量整合分析,能够增大样本数目,减少随机误差,改进统计学检验功效,从而得出更为系统、全面的结论。GDF15和S100A2均为TGF-β信号通路中的重要分子。GDF15参与调控成骨细胞形成、造血功能、胚胎着床及妊娠等生理过程。S100A2是一类小分子EF-手型蛋白,属于S100蛋白家族。研究发现,GDF15、S100A2在多种肿瘤的发生发展过程中异常表达,且其异常表达与肿瘤转移、分化、淋巴结转移、肿瘤分期及预后等多种临床病理学参数相关。因此,GDF15、S100A2的表达失调及其在结直肠癌转移过程的分子机制值得深入探讨。1.GDF15在结直肠癌转移过程中的研究我们构建了GDF15表达质粒、GDF15 shRNA干扰质粒,发现过表达GDF15能够促进结直肠癌细胞的迁移、侵袭能力,干扰GDF15后,结直肠癌细胞的侵袭、迁移能力减弱。上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)被认为是发生在肿瘤转移过程的基本事件,我们通过Western Blot检测上皮-间质转化相关标志物的表达,发现过表达GDF15会降低上皮标志物E-cadherin的表达,上调间质标志物的表达。另外,对结直肠癌细胞用GDF15 shRNA处理进行拯救实验能够恢复EMT标志物的表达。免疫荧光检测也显示同样的结果。我们对结直肠癌细胞系SW620转染了GDF15-shRNA, GDF15干扰组细胞的迁移、侵袭能力显著降低,添加外源rhGDF15蛋白后,又能一定程度地恢复结直肠癌细胞的迁移、侵袭能力。通过Western Blot及免疫荧光,对EMT标志物的检测显示,GDF15干扰后E-cadherin表达上升,再添加外源rhGDF15蛋白后又能降低E-cadherin的表达。这些说明GDF15在体外能够促进EMT的发生。我们又进行鼠尾静脉注射,体内实验进一步验证了GDF15能够促进结直肠癌细胞的转移能力。通过ELISA,检测了287例结直肠癌患者及353例健康对照人群血清GDF15表达水平。结果表明,结直肠癌患者血清中GDF15水平显著高于健康对照组,且血清GDF15高表达与结直肠癌分化、淋巴结转移、远处转移及TNM分期相关,血清GDF15高表达是结直肠癌患者预后的不利因素。2.GDF15在结直肠癌中的诊断及预后意义-Meta Analysis我们在PubMed, ISI web of knowledge数据库进行文献检索(检索公开发表文献日期截止至2014年11月),收集整理了目前已经发表的GDF15相关文献,采用Meta分析的方法对血清GDF15在结直肠癌的诊断及预后评估价值进行整合分析。结直肠癌病例与正常对照组间血清GDF15水平差异的比较采用SMD(standardized mean difference)标准化后进行Meta分析。诊断价值的评估采用ROC(receiver operating characteristic)曲线下面积AUC (area under the curve)、灵敏度和特异度进行评估。GDF15表达水平截断值(cutoff)的选取是根据约登指数(Youden's index)最大值确定。预后价值的评估采用Cox比例风险回归模型计算得出的HR (hazard ratio)作为效应值。结果表明结直肠癌患者的GDF15血清水平显著高于正常对照人群(SMD=1.08,95% CI:0.56-1.59,p0.001).以血清GDF15水平区分结直肠癌患者和正常对照人群,AUC为0.816(95%CI：0.792-0.838)。此外,结直肠癌患者血清GDF15高表达与较差的生存相关(pooled HR=2.09,95% CI: 1.47～2.96).总之,该Meta分析表明结直肠癌患者中血清GDF15水平能够作为一个有价值的诊断及预后指标。3.S100A2在结直肠癌中的功能研究我们构建了S100A2表达质粒和S100A2 siRNA,发现过表达S100A2能够促进结直肠癌细胞的迁移能力,干扰S100A2能减弱细胞的迁移能力。通过ELISA检测S100A2,临床数据显示血清中高水平表达S100A2的结直肠癌患者生存时间更短。通过免疫组化检测了结直肠癌患者肿瘤组织中S100A2的表达水平,发现肿瘤中S100A2的表达与肿瘤分化程度相关,并且肿瘤组织的S100A2细胞核表达与肿瘤分化程度、TNM分期相关。另外,我们分析GDF15与S100A2的相关性。基于Pearson相关性分析,发现结直肠癌患者血清中GDF15和S100A2的表达无相关性(r=0.112,p=0.385)。按照各因素分类后进行各组内相关性分析发现,在结直肠癌患者血清中GDF15表达和S100A2表达仅在TNM分期的早期(Ⅰ/Ⅱ)呈中度相关(r=0.463,p=0.015),在其他分组均未显示相关性。我们将GDF15和S100A2的表达情况共同纳入生存分析,发现,GDF15和S100A2同时高表达的结直肠癌患者预后较差。根据GDF15、S100A2在结直肠癌中的表达和功能研究得出以下结论：(1)GDF15在结直肠癌中的研究①结直肠癌患者血清GDF15水平显著高于健康对照组,血清GDF15水平能够作为结直肠癌辅助诊断的分子标志物。②结直肠癌患者血清GDF15高水平表达与较差的生存相关,是预后不良的分子标志物。③GDF15促进结直肠癌细胞上皮间质转化(EMT)和转移。(2)S100A2在结直肠癌中的功能研究①体外实验证明S100A2能促进结直肠癌细胞的迁移。②结直肠癌组织中S100A2的表达与肿瘤分化程度相关,并且肿瘤组织的S100A2细胞核表达与肿瘤分化程度、TNM分期相关。③结直肠癌患者血清S100A2水平显著高于健康对照组,血清高水平表达S100A2的结直肠癌患者预后较差。④TNM分期早期(Ⅰ/Ⅱ期)的结直肠癌患者血清GDF15表达和S100A2表达呈中度相关(r=0.463,p=0.015)。将GDF15和S100A2的表达情况共同纳入生存分析,发现,GDF15和S100A2同时高表达的结直肠癌患者预后较差。
[Abstract]:The results suggest that GDF15 is an important element in the metastasis of colorectal cancer . The expression of GDF15 in colorectal cancer was significantly higher than that in healthy control group . The results showed that GDF15 was significantly higher than that in healthy control group . The AUC was 0.816 ( 95 % CI : 0.792 - 0.838 ) in patients with colorectal cancer and normal controls at the serum GDF15 level . In addition , high expression of GDF15 in patients with colorectal cancer was associated with poor survival ( pooled HR = 2.09 , 95 % CI : 1.47 to 2.96 ) . In conclusion , this meta - analysis shows that serum GDF15 levels in colorectal cancer patients can be regarded as a valuable diagnostic and prognostic indicator . The expression of GDF15 in colorectal cancer patients was significantly higher than that in healthy control group . Together with the expression of GDF15 and S100 A2 in the survival analysis , it was found that the prognosis of colorectal cancer patients with simultaneous high expression of GDF15 and S100 A2 was poor .

【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R735.34

【参考文献】