【摘 要】
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结肠癌是严重危害人类健康的、常见的恶性消化道肿瘤之一,其发病率及死亡率在全球范围内正在逐年升高。随着肿瘤研究中表观遗传学的广泛运用,将进一步揭开结肠癌复杂的发病及进展机制,并为肿瘤的分子治疗提供新的理论基础与途径,为针对结肠癌的治疗制定更有效的策略。目的:研究COL18A1在结肠癌细胞系和结肠癌组织中的表达情况,分析COL18A1与结肠癌的临床病理特征和预后的关系,并采用生物信息学方法进一步分析C
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结肠癌是严重危害人类健康的、常见的恶性消化道肿瘤之一,其发病率及死亡率在全球范围内正在逐年升高。随着肿瘤研究中表观遗传学的广泛运用,将进一步揭开结肠癌复杂的发病及进展机制,并为肿瘤的分子治疗提供新的理论基础与途径,为针对结肠癌的治疗制定更有效的策略。目的:研究COL18A1在结肠癌细胞系和结肠癌组织中的表达情况,分析COL18A1与结肠癌的临床病理特征和预后的关系,并采用生物信息学方法进一步分析COL18A1在结肠癌中可能参与的生物学过程及功能。方法:（1）体外培养人结肠癌HCT-116、HT29、SW620细胞系和人正常结肠 FHC 细胞系,应用定量 Real-time PCR（QRT-PCR）、Western-Blot分别检测不同细胞系中COL18A1基因的mRNA和蛋白的表达水平。（2）提取川北医学院肝胆胰肠疾病研究所临床肿瘤标本库中结肠癌患者癌组织及癌旁5cm以上的正常结肠组织冻存标本。应用实时定量Real-time PCR（QRT-PCR）检测结肠癌患者癌组织、癌旁正常组织中COL18A1的mRNA的相对表达水平;据结肠癌组织中COL18A1表达水平的中位数,将其分为高、低表达组,再采用χ2检验分析COL18A1的表达水平与临床病理特征之间的关系,应用COX生存回归风险模型行单因素及多因素分析,分析结肠癌患者中COL18A1表达水平与预后的联系,采用Kaplan-Meier法（对数秩检验）评估患存率的差异并绘制生存曲线,当P值小于0.05时,差异有统计学意义。（3）从LinkedOmics数据库获取COL18A1的共表达基因信息并通过GO富集分析、KEGG通路分析确定相关基因参与的生物学过程及功能,利用STRING数据库分析CO)L18A1相关基因编码蛋白的互作网络,最后采用R语言软件进行GO、KEGG作图绘制。结果:（1）定量Real-time PCR检测结果表明:COL18A1在结肠癌HCT-116、HT29、SW620细胞系中表达上调,且显著高于正常结肠FHC细胞系（P＜0.05）。（2）Western Blot检测结果表明:与定量Real-time PCR结果一致,结肠癌HCT-116、HT29、SW620细胞系中COL18A1的蛋白表达明显高于对照组,差异存在统计学意义（P＜0.05）。（3）标本库中获取结肠癌患者病例QRT-PCR检测结果显示:癌组织组:2.72±0.88,癌旁组织组:1.62±0.53,其中69/78（88.46%）患者癌组织（最高为4.96,最低为1.02,中位数为2.79）中相对表达量高于癌旁正常组织,经t检验分析癌组织中COL18A1平均表达水平高于癌旁正常组织,差异具有统计学意义（P＜0.001）。（4）通过对COL18A1表达水平与患者临床病理特征相关性进行分析,结果显示:COL18A1较高的表达水平与患者年龄（χ2=0.149,P＞0.05）、性别（χ2=0.228,P＞0.05）、肿瘤大小（χ2=2.222,P＞0.05）以及肿瘤位置（χ2=3.087,P＞0.05）无显著相关性,而与肿瘤浸润深度（χ2=9.447,P＜0.05）及、淋巴结转移（χ2=4.743,P＜0.05）显著相关。（5）COX单因素分析结果显示:结肠癌的病理分型、淋巴结转移、浸润深度及COL18A1的高表达（P＜0.05）均为结肠癌患者的预后相关因素,Kaplan-Meier分析表明,COL18A1高表达的患者总生存率较低。此外多因素分析结果显示:COL18A1的高表达及淋巴结转移（P＜0.05）是结肠癌患者低生存率的独立预后因素。（6）生信分析结果显示,GO富集分析:COL18A1密切参与了细胞质膜、细胞外基质、细胞表面等细胞成分的构成,通过与钙离子、胶原蛋白等分子结合影响结肠癌细胞的增殖和凋亡,还通过细胞黏附、炎症应答、信号传导等途径调节癌细胞的生物学行为。KEGG通路富集分析显示,COL18A1共表达基因主要参与了细胞黏附因子、Rap1信号通路、PI3K-Akt通路、局灶黏附、肿瘤信号、ECM-受体相互作用等信号通路,它们多与肿瘤的侵袭、迁移、增殖等行为相关。蛋白互作网络发现,COL18A1所编码的蛋白的共表达网络中的CTSL（组织蛋白酶）、COL6 A2、ITGB1（整合素蛋白β1）、MMP2（基质金属蛋白酶）等蛋白与结直肠癌、胃癌、胰腺癌等多种癌症的发生发展存在直接或间接的相互作用关系。结论:COL18A1高表达于结肠癌细胞系和结肠癌组织中,并与结肠癌患者的肿瘤浸润程度及淋巴结转移存在相关,还可能具有作为结肠癌的诊断、治疗和预后评价的生物标志物的潜力。
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