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食管癌是消化系统最常见的恶性肿瘤之一,具有发病率高、侵袭能力强、预后差的特征。食管癌主要分为腺癌(adenocarcinoma,AC)和鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)两种亚型,虽然在发达地区食管腺癌的发病率逐渐上升,但食管鳞状细胞癌仍是全球较常见的食管癌组织学亚型。在中国,食管癌发病率在所有恶性肿瘤中排名第六,死亡率排名第四,且有逐年上升的趋势。早期食管癌一般不会引起明显症状,容易导致患者延误诊断,最终使患者失去手术治疗的机会,且半数以上的患者会出现远处转移。虽然现在食管癌的早期筛查、早期诊断以及综合治疗等方面都有了很大进展,但晚期食管癌患者的预后仍然很差。另外,化疗是食管癌一种重要的治疗方式,但目前治疗过程中出现的多药耐药情况严重影响患者的治疗效果。因此,寻找更有效的食管癌生物标志物和治疗靶点对于食管癌的早期诊断和更有效的治疗势在必行。 SRPX2(sushi repeat-containing protein,X-linked2)是一种新型的硫酸软骨素蛋白聚糖,它最早是在白血病细胞中发现的,包含三个sushi重复结构域(CCP结构域)和一个HYR结构域。目前许多研究已经发现SRPX2在多种不同的恶性肿瘤组织中高表达,且与患者不良预后密切相关。SRPX2参与肿瘤细胞的增殖、黏附、迁移和侵袭等生物学过程,并对血管生成具有积极的促进作用,这些都表明SRPX2在肿瘤的发生发展中发挥重要作用。但是SRPX2在食管癌中的表达及其在食管癌细胞中的作用仍然缺少文献支持。此外,虽然有文献报道SRPX2可能与肿瘤细胞的化疗耐药性有关,但是这方面的研究仍然非常有限,SRPX2在肿瘤耐药方面的作用有待于更进一步的探索。 本研究通过CRISPR/Cas9基因编辑技术沉默食管癌KYSE450细胞系的SRPX2基因,构建稳定的SRPX2基因敲除的食管癌细胞系,探究SRPX2对于食管癌KYSE450细胞生物学特性和生物学功能的影响。应用免疫组织化学染色技术验证SRPX2在食管癌中的表达情况,并分析其表达水平与食管癌临床病理特征和食管癌患者的临床预后之间的关系。 目的: 探索SRPX2基因敲除对食管癌KYSE450细胞生物学特性和功能的影响,研究SRPX2蛋白在食管癌中的表达情况及其与患者临床预后之间的关系。 方法: 1通过Western blot技术检验SRPX2在四种不同食管鳞癌细胞系中的表达情况,运用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建SRPX2基因敲除食管癌细胞系,并通过DNA测序、RT-PCR和Western blot方法进行敲除结果验证。 2对构建成功的SRPX2基因敲除的食管癌细胞,利用流式仪分析细胞的周期和凋亡变化,海马XFe96细胞能量代谢分析仪检测细胞的线粒体功能,并进行细胞增殖实验、Transwell细胞迁移实验、细胞划痕实验以及细胞成球实验等细胞功能实验。 3通过IncuCyte ZOOM仪器和平板克隆形成实验分析细胞对化疗药物顺铂、紫杉醇和多西他赛的敏感性,利用辐照仪照射细胞后观察细胞对放疗的敏感性。 4通过高通量测序技术检测并分析SRPX2基因敲除后食管癌细胞内的差异基因、差异蛋白以及相关信号通路等的变化。 5对来自安阳肿瘤医院的138例食管癌石蜡样本通过免疫组织化学染色技术检测SRPX2蛋白在食管癌组织中的表达情况,并分析SRPX2的表达与食管癌患者的临床病理特点和预后之间的关系。 结果: 1SRPX2基因敲除后,食管癌KYSE450细胞周期发生S期阻滞,细胞凋亡比例增加,细胞体外增殖能力受到抑制,并出现最大呼吸功能和储备呼吸功能降低等线粒体功能损伤现象。 2SRPX2基因敲除导致KYSE450细胞的成球能力和体外迁移能力均明显降低,而化疗敏感性和放疗敏感性增加,经过化疗药物和放射处理的细胞其增殖速率和克隆形成率均受到明显抑制。 3转录组测序结果显示SRPX2基因敲除后,KYSE450细胞共有2562个基因上调和2640个基因下调,这些差异表达基因涉及细胞的多种生物学过程和信号通路。 4免疫组化结果表明SRPX2蛋白在食管癌组织中高表达,SRPX2表达与食管癌患者的肿瘤组织分化程度、临床分期、淋巴结转移以及远处转移密切相关。与SRPX2表达弱阳性和阴性的患者相比,SRPX2强阳性患者的总生存期较短,且SRPX2高表达是食管癌患者生存预后的独立危险因素。 结论: 1SRPX2基因参与KYSE450细胞的周期、凋亡、增殖和迁移等生物学过程,且在肿瘤细胞的化疗耐药性和放疗抗性过程中发挥重要作用。 2SRPX2在食管癌组织中高表达,SRPX2强阳性提示食管癌患者预后较差,SRPX2在食管癌中可作为患者的独立预后指标。