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研究目的：利用基因表达谱芯片技术确定结直肠癌患者外周血基因表达变化,筛选外周血中与结直肠癌患者预后相关的基因,利用荧光定量PCR技术对候选基因进一步验证,初步探索利用外周血基因表达变化建立结直肠癌的多基因预后模型的可行性。研究方法：第一部分：用PAXgene管分别收集初次就诊的结直肠癌患者术前的外周血样本以及健康志愿者外周全血样本各20例,利用Human Genome GeneChip plus U1332.0Array(Affymetrix)全基因组表达谱芯片检测RNA的表达。采用Significance Analysis of Microarrays(SAM)筛选差异基因；利用DAVID Bioinformatics Resources6.7在线行Panther通路分析和GO生物学功能分析；利用荧光定量PCR技术进行验证,并用One-way ANOVA和Newman-Keuls Multiple Comparison Test双侧检验,验证芯片实验结果。第二部分：用PAXgene管收集已经确诊为结直肠癌患者的治疗前外周全血样本,同时进行临床数据的搜集和随访。利用Human Genome GeneChip plus U1332.0Array(Affymetrix)全基因组表达谱芯片检测结直肠癌患者外周血基因表达水平,采用Significance Analysis of Microarrays(SAM)筛选预后相关基因；利用DAVID Bioinformatics Resources6.7在线行Panther通路分析和GO生物学功能分析。第三部分：利用实时荧光定量PCR技术平台,选取与大肠癌预后相关性最高的前31个基因,在226例结直肠癌外周血样本中进一步验证,采用COX回归分析中的“逐步引入-剔除”方法,从候选基因中筛选出最佳组合的基因,初步建立结直肠癌预后模型；应用Kaplan-Meier法评估生存率,应用log-rank检验评价不同组间生存率的差别。研究结果：第一部分：通过对外周血全基因组表达谱芯片结果统计分析,我们得到1469个基因在结直肠癌患者和健康志愿者外周血中差异表达。基因特征及功能聚类分析显示这些差异表达基因主要是与免疫功能相关。Panther通路分析分析得出差异表达基因主要与22个明确的基因通路密切相关。其中,特定免疫功能相关的通路显示出很高的相关性,包括B细胞的激活,T细胞的激活,干扰素-Y信号通路,白介素信号通路。此外,一些与血管生成相关的通路,例如PDGF、VEGF和FGF信号通路,也在肿瘤患者外周血中呈现出过度表达水平。GO分析显示差异表达基因主要与74个生物学反应过程增强相关,包括固有免疫应答、信号转导、蛋白质运输、凋亡过程、蛋白磷酸化以及病毒复制。其中,在结直肠癌患者的外周血中,与Toll-Like Receptor通路相关的一系列基因表达显著上调。第二部分：外周血全基因组表达谱芯片结果统计分析显示,968个基因与预后相关(FDR<0.01),其中风险基因773个,保护基因195个。基因特征及功能聚类分析显示这些差异表达基因主要是与免疫功能相关。对968个预后相关基因的Panther通路分析显示特征基因主要涉及了Toll-Like Receptor通路、FGF信号通路、趋化因子和细胞因子介导的炎症信号通路、T细胞的激活。其中,9个与Toll-Like Receptor通路相关的基因全部为预后风险基因,13个与T细胞激活通路相关的基因中有9个为预后保护基因和4个预后风险基因。GO分析显示与结直肠癌预后相关的主要涉及到的生物学过程有免疫反应、免疫反应过程的调节、损伤应答、炎症反应等相关。其中,风险基因涉及的损伤应答和保护基因涉及的T细胞活化及调节是影响预后的重要生物学过程。第三部分：我们得到由SRA1、RCAN3、HP、BST1和MGST1这5个特征基因组成的结直肠癌预后模型,生存分析显示,该预测模型在II期结直肠癌患者中具有较好的预测潜能,但是在III期患者中没有显示出明显的意义。结论：1.结直肠癌患者外周血基因表达谱发生特征性的变化,使我们对结直肠癌外周血基因表达特征的改变有了新的理解。为今后利用外周血基因表达谱的改变发展结直肠癌诊断与预后的标志物提供了基础。2.应用Affymetrix全基因组表达谱芯片对CRC患者外周血基因情况表达分析,可以初步筛选预后相关基因,为后续研究提供研究基础。3.研究显示Toll-Like Receptor通路和T细胞的激活通路与结直肠癌预后密切相关。其中,Toll-Like Receptor通路相关基因不仅在结直肠癌患者外周血中表达上调,而且影响患者预后。研究结果得到的与Toll受体通路相关的9个基因是影响患者预后的风险基因。此外,T细胞的激活通路与肿瘤患者预后密切相关的基因中,9个基因为预后保护基因和4个为预后风险基因。4.结直肠癌患者外周血基因表达情况具有潜在的预后可能,其价值还需进一步的确定