结肠癌中IFITM3基因差异表达的机制及其功能研究

课题组前期研究提示WNT/β-catenin信号通路新靶基因IFITM3表达上调参与结肠癌发生发展，但其差异表达的机制和功能尚不清楚。本项目拟应用RNA干扰技术沉默结肠癌细胞株中WNT/β-catenin通路下游基因转录激活复合物β-catenin/BRG1表达，检测该复合物表达对IFITM3基因表达的调控作用。应用基因转染技术上调IFITM3低表达结肠癌细胞株RKO中IFITM3基因表达；RNA干扰技术沉默IFITM3高表达结肠癌细胞株HCT 116中IFITM3基因表达。分别探讨正向、负向调节IFITM3基因表达对结肠癌细胞增殖、细胞粘附、克隆形成及侵袭能力的影响。应用小动物活体成像技术观察IFITM3基因表达改变对结肠癌细胞株在小鼠体内成瘤和转移的影响。本研究旨在阐明结肠癌中IFITM3基因表达上调的分子机制和生物学作用，为结肠癌防治提供新的基因靶点及理论依据。

背景和目的：课题组前期研究应用全基因组基因芯片和生物信息学分析发现IFITM3基因在结肠癌中表达上调。本项目研究结肠癌中IFITM3差异表达的机制及其功能。.实验方法：应用组织芯片和免疫组织化学方法研究IFITM3蛋白在结肠癌中表达情况和临床意义。应用细胞培养、定量PCR、western blot，基因转染，细胞增殖试验、软琼脂试验、细胞迁移和侵袭试验、免疫荧光检测、染色质免疫沉淀和动物实验等技术进行分子机制研究。.结果：IFITM3蛋白在结肠癌中高表达，并且使患者无瘤生存率（P=0.005）和总生存率(P=0.002)显著缩短。RNA干扰下调IFITM3表达后，结肠癌细胞株增殖和成瘤能力下降，细胞周期分布和细胞凋亡发生改变；体内试验发现肿瘤生长和转移能力下降。抑癌基因KLF4表达上调时结肠癌细胞中IFITM3表达下降；KLF4和IFITM3存在结合位点，染色质免疫沉淀和启动子突变分析证实了这两个基因之间的相互作用；动物实验证实KLF4特异性敲除后导致结肠癌细胞IFITM3表达上调；人结肠癌组织样本中发现KLF4蛋白和IFITM3蛋白表达的负相关关系。RNA干扰下调染色质重构蛋白BRG1表达后IFITM3表达下调；组织芯片和免疫组织化学检测提示人结肠癌组织中BRG1蛋白表达和IFITM3蛋白表达存在正相关关系。两组组织芯片中证实了BRG1蛋白在结肠癌中表达上调并和肿瘤分期相关(n = 75，P = 0.020；n = 203，P = 0.005)。BRG1表达下降后，体内实验发现细胞增殖和成瘤能力下降；体外实验提示肿瘤生长受到抑制。.结论和意义：本项目通过一系列临床样品检测和体外、体内分子生物学试验证明：IFITM3在结肠癌发生发展中起重要作用；IFITM3在肠癌中差异表达受到转录因子KLF4的负向调控以及染色质重构蛋白BRG1的正向调控。IFITM3是潜在的结肠癌相关基因和肿瘤标志物。