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结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是最常见的恶性肿瘤之一。统计数据表明,CRC发病率和死亡率仍持续攀升,严重影响人类胃肠道健康。CRC的发生发展机制复杂,因素多样。环境因素仅是其发生的始动因素,个体间的遗传特征决定了患CRC肿瘤的易感性,从而致使不同个体在同个环境危险因素下并不都患CRC。单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)是人类基因组最常见的一种遗传变异,在复杂性状、疾病易感性、肿瘤的个体化精准治疗等方面扮演重要角色。全基因组关联研究(Genome-wide association study,GWAS)是在全基因组内进行SNP与疾病的关联研究,从而获得复杂疾病相关致病基因和易感位点。作为研究SNP的最强有力手段,GWAS已经鉴定出大量CRC疾病相关易感基因座和其上的风险性SNPs位点如EIF3H(rs11986063、rs6983626)、SMAD7(rs12953717)、CDH1(rs9929218)、SLC22A3(rs7758229)、VTI1A(rs12241008、rs7894915)等,其中真核翻译起始因子亚基3H(Eukaryotic translation initiation factors of subunit 3H,EIF3H)是真核翻译起始因子家族成员,主要参与蛋白翻译起始过程。正常细胞中EIF3H活性较低,其活性升高与肿瘤发生发展相关。多篇研究发现EIF3H在肿瘤细胞中高表达,为肿瘤易感基因。GWAS研究表明EIF3H可能通过其上的功能性SNP参与特定基因的表达调控、细胞增殖和迁移等过程,是癌细胞增殖和生存的重要驱动因子。但大多数GWAS数据仍处于生物信息分析和预测阶段,缺少可靠的生物学功能实验验证SNP的调控功能和分子机制。因此,针对EIF3H基因座上功能性SNP的研究具有非常重要的意义。本研究主要针对EIF3H基因座上9个SNP及其在CRC中的功能进行了实验探究,主要分为以下两部分:第一部分,本实验室在前期利用高通量Reel-seq筛选技术获得了EIF3H基因座上2个候选功能性SNP rs1347626和rs1317271,通过EMSA和双荧光素酶报告基因实验证明了rs1347626为功能性SNP;其次,通过Haplo Reg V4.1(https://pubs.broadinstitute.org/mammals/haploreg/haploreg.php)等最新数据库,选取rs1347626上连锁不平衡(Linkage Disequilibrium,LD)(r~2>0.8)的7个SNP,并采用同样方法进行验证,共获得4个功能性SNP:rs76316943,rs16892766,rs4422805,rs4289846。最终选取与核蛋白结合差异最为显著的3个SNP,利用特异性DNA竞争结合蛋白-质谱技术(Specific DNA Competitor Pulldown-Mass Spectrometry,SDCP-MS),分析破译共获得18个特异性结合的调节蛋白。上述结果为SNP的功能性研究提供了思路。第二部分,综合破译结果与文献资料,从上述获得的18个特异性结合蛋白中选择NONO/HNRNPL、MDC1/PSIP1以及RPS9 5个蛋白进行后续功能性研究。等位基因结合不平衡(Allele Imbalanced DNA Pulldown-Western Blots,AIDP-WB)实验揭示了NONO和HNRNPL与rs1347626、MDC1和PSIP1与rs76316943、rs16892766与RPS9可以特异性结合。随后本研究通过蛋白免疫印迹(Western Blot,WB)和实时荧光定量PCR(Quantitative polymerase chain reaction,q PCR)方法发现5个蛋白在DLD1细胞中的表达均高于正常结直肠细胞。此外,本研究通过siRNA敲低、WB和q PCR发现NONO和MDC1对EIF3H有一定的调节作用,NONO敲低后EIF3H表达降低,而MDC1敲低后EIF3H表达升高。同时,通过细胞增殖和细胞划痕实验探究了两者在CRC中的作用,发现NONO能促进CRC细胞的增殖和迁移,MDC1的作用则与之相反。在此基础上,本研究进一步通过WB和q PCR揭示了NONO和MDC1之间存在一定的调控关系,说明其可能通过潜在的信号通路调节EIF3H的表达,进而促进CRC的发生发展。综上,本研究前期通过Reel-seq高通量筛选、结合体内外EMSA、双荧光素酶报告基因、SDCP-MS、AIDP-WB等系列功能性实验,验证了EIF3H基因座上功能性SNP及其特异性结合调节蛋白在CRC发生发展过程中的作用,将前期CRC的GWAS数据转换为具体的生物学功能机制。为CRC的早期筛查、肿瘤药物开发和个体化精准治疗提供了理论基础和参考思路。