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结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是全世界最为高发的恶性肿瘤之一,在中国结直肠癌的发病率和死亡率分别位于恶性肿瘤的第三位和第五位,且有逐年上升的趋势。CpG岛甲基化是结直肠癌发生发展过程中重要的表观遗传学事件之一,特别是关键抑癌基因和错配修复基因启动子区因CpG岛甲基化造成的功能失活是引发肿瘤的关键环节。CpG岛甲基化表型简称CIMP(CpG Island Methylator Phenotype),是指肿瘤基因组中有高比例的基因在启动子区发生了DNA甲基化,其中CIMP-H是部分结直肠癌特征性的分子标志,CIMP的分子病理机制尚不明确。本研究首先收集结直肠手术切除或活检样本200例,利用基于荧光定量PCR技术的Methylight法分析了正常结直肠粘膜组织、腺瘤和腺癌组织的CIMP状态,探究CRC发生发展过程中CIMP的变化规律。研究发现:正常结直肠粘膜、腺瘤、腺癌间CIMP-H,CIMP-L,CIMP-0占比存在显著性差异(P<0.01),随着肿瘤的发生和发展CIMP-H的占比在不断增加,CIMP-0的占比逐渐减少,表明CIMP的动态变化在肿瘤发生发展中可能起着重要作用;我们还分析了肿瘤组织和癌旁组织甲基化的差异,发现癌旁组织的CIMP的变化与肿瘤组织CIMP的变化趋势正相关(P<0.01),我们还发现当癌旁组织的CIMP水平超过肿瘤组织时,肿瘤的淋巴结转移率也会提高(P<0.05),这说明肿瘤组织CIMP状态可能与淋巴结转移存在相关性。为了进一步探究CIMP与结直肠癌发生发展间的分子病理机制,我们通过高通量测序技术("Next-generation"sequencing technology,NGS)技术分析了80例结直肠腺癌组织62个肿瘤易感基因的突变情况,以阐明CIMP与肿瘤易感基因突变间的关系,研究发现CIMP指标发生甲基化基因的数量与肿瘤易感基因突变的数量呈正相关(p<0.05)。同时我们在研究中还发现:甲基化转移酶1(DNMT1)和甲基化转移酶3A(DNMT3A)作为甲基化发生过程中重要的催化酶在肿瘤发生淋巴结转移后表达量发生了明显变化:DNMT1 m RNA和蛋白表达量上升,DNMT3A m RNA和蛋白表达量下降(p<0.05)。为了验证甲基化转移酶对CIMP的影响和肿瘤发生发展的相关性,我们通过真核质粒载体技术在结肠腺癌LOVO细胞中过表达了DNMT3A。研究发现:LOVO细胞过表达DNMT3A后,DNMT3A m RNA表达量明显上升,该细胞内发生甲基化的CIMP相关指标增加了1个,CIMP表型从CIMP-L变为CIMP-H;MLH1基因发生甲基化,且蛋白表达量下降,降低了细胞的凋亡能力并提高了细胞活性(p<0.05);我们还使用si RNA技术瞬时沉默了LOVO细胞的DNMT1表达,发现DNMT1沉默后LOVO细胞的CIMP水平并没有明显的变化,但提高了细胞的凋亡能力并降低了细胞的活性。说明DNMT1和DNMT3A似乎有着一定的协同作用,共同参与了结直肠癌CIMP的动态调控,其真实的相互作用有待深入研究;本研究还发现表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG),能使LOVO细胞的CIMP水平下降,并使DNMT1基因及蛋白表达量下降,细胞活性降低,细胞凋亡增加(p<0.05);但对于DNMT3A的作用不同浓度有着一定的差异,40mg/L和60mg/L的浓度下能使DNMT3A表达量下降,80mg/L浓度时DNMT3A表达量上升,这为结直肠肿瘤CIMP状态的靶向药物调控研究提供了重要线索。本实验研究了CRC发生发展过程中CIMP动态变化规律,并对其分子调控路径进行了初步探索,为揭示结直肠癌CIMP亚型的分子病理机制奠定了基础。研究发现结直肠癌CIMP状态与肿瘤易感基因突变负荷及淋巴结转移密切相关,EGCG能够降低肿瘤细胞CIMP水平,此结果未检索到国内外同类报道。