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肝癌是世界范围内第五位,我国第二位常见的恶性肿瘤。其五年生存率低于5%。由于肝癌早期症状很不明显,早期诊断又比较困难,因此具有很高的致死率。尽管肝癌的早期诊断非常重要,考虑到敏感性、特异性和可操作性,传统的肝癌早期诊断技术主要依赖于血清AFP含量测定和肝脏成像技术,目前仍然没有一种早期诊断方法具有足够的灵敏度和特异度。 为了鉴定肝癌的早期诊断标志物,我们采用了WHV/c-myc转基因小鼠模型,该转基因小鼠可以在8-12个月自发的形成肝癌,且其病理特征和人类肝癌极为相似。由于人类肝癌发生前期的样本很难获取,且个体差异较大,因此我们探索了这种由动物模型到人类临床样本的研究模式。首先,利用Affymetrix公司小鼠基因表达谱芯片mouse430-2,以正常同龄C57/BL6小鼠为对照,我们系统的检测了10天,2个月,3个月,5个月,7个月、11个月各个生长阶段转基因小鼠肝组织的基因表达谱。其中11个月为肝癌发生期,其他时间点为肝癌发生前期。生物信息学分析发现,在转基因小鼠肝癌形成前期脂类、固醇代谢极其活跃,而肝癌发生时则主要以核酸代谢、DNA复制、细胞增殖等过程为主。通过表达模式和聚类分析,我们选取了10个不但在肝癌发生时上调表达,而且在肝癌形成前期也上调表达的基因,利用实时定量PCR,对芯片结果进行了验证。接着,我们重点对其中的两个基因C9和S11进行了研究。 通过人类临床样本验证和分析,我们发现C9、S11 mRNA和蛋白在人类肝癌组织中均存在显著的上调表达。采用组织芯片技术,我们进一步分析了C9和S11在87例人类肝癌组织中的免疫染色情况及它们的表达与临床病理参数的相关性。结果发现,C9在肝癌组织中的细胞定位主要为细胞质,其表达和组织分级显著相关,在分化较好的肝癌组织中存在显著强表达;S11在肝癌组织中的细胞定位主要为细胞质和细胞核,相对癌旁正常组织,细胞质S11在肝癌组织中的表达较弱,而细胞核S11的表达则较强。 进一步的,我们发现C9、S11均为分泌蛋白,可以分泌到人的血液中。而且它们的含量可以通过ELISA法进行测定。我们共测定了C9在212例不同人群血清样本中的表达,其在肝癌病人中(n=115)的含量为115.1 ng/ml,显著高于正常人(n=30,25.5 ng/ml),乙肝(n=40,57.7 ng/ml),肝硬化(n=17,39.2 ng/ml)及肺癌(n=10,22.9 ng/ml)样本中的含量(P<0.001)。我们共测定了S11在215例不同人群血清样本中的表达,其在肝癌病人中(n=118)的含量为23.3μg/ml,显著高于正常人(n=30,6.6μg/ml),乙肝(n=40,9.3μg/ml),肝硬化(n=17,10.9μg/ml)及肺癌(n=10,3.4μg/ml)样本中的含量(P<0.001)。 更重要的是,我们发现,C9和S11均在临床Ⅰ-11级早期肝癌(C9,119.9ng/ml; S11,26.1μg/ml)及AFP阴性肝癌样本中(C9,112 ng/ml; S11,22.9μ g/ml)存在上调表达。通过ROC诊断价值分析,我们发现以34.5 ng/ml为临界值,C9的灵敏度和特异度分别为86%和70%;以8.1μg/ml为临界值,S11的灵敏度和特异度分别为95%和100%。在同样的人群中,两者均显著优于AFP,其中C9和AFP联合的话可以进一步提高肝癌诊断的灵敏度和特异度。 最后,通过生物信息学分析,我们发现,C9和S11在肝癌中的高表达可能与c-myc的转录调控及它们转录起始位点上游的甲基化状态相关。 综上所述,我们的研究证实,WHV/c-myc转基因小鼠可以作为一种很好的动物模型,用于人类早期肝癌诊断标志物的筛选和鉴定。通过由动物模型到人类临床样本的研究模式,我们筛选并鉴定了2个新型肝癌血清学诊断标志物。它们均具有很好的临床应用价值,可以显著提高现有AFP阴性肝癌病人的检出率。