研究背景胰腺导管腺癌是恶性程度较高的消化道肿瘤之一,具有起病隐匿、进展迅速、病死率高等特点。由于胰腺癌具备高频的沉默基因和独特的肿瘤微环境,其术后复发率和转移率高。同时,它对放化疗表现出广泛的耐受性,并且对免疫治疗不敏感。因此,与其他常hepatic glycogen见的恶性肿瘤相比,胰腺导管腺癌的预后一直未得到明显改善,5年生存率小于10%。为了克服传统癌症治疗中的局限性,基因靶向治疗能给胰腺癌带来全新的治疗策略。“癌基因成瘾”是指肿瘤的发生、发展对某些过度活跃的基因、致癌蛋白或信号通路具有明显的依赖性。当这些基因、蛋白或信号通路失活时,肿瘤的生长也随之受到严重影响。该理论为分子靶向治疗提供了生物学基础和理论依据。基于以上理论,我们课题组在先前的研究中应用蛋白质组学技术鉴定出了 17个短寿命蛋白快速丢失或下调与成瘾癌基因抑制诱导癌细胞的急性凋亡有关。硫辛酸合酶(lipoic acid synthase,简称LIAS)便是其中的蛋白之一。LIAS属于生物素和硫辛酸合成酶家族,参与催化抗氧化剂硫辛酸的合成。已有相关研究表明,LIAS会通过调节氧化应激和线粒体功能,从而影响糖尿病、动脉粥样硬化和新生儿癫痫等疾病的进展。同时,LIAS突变会间接调节HIF-1,对肿瘤的增殖与血管形成产生影响。另外,研究人员发现LIAS的表达与动脉粥样硬化、肺纤维化等疾病中的免疫细胞浸润密切相关。这为其在肿瘤微环境中的免疫逃逸提供了研究线索与思路。最后,LIAS是最新发现的调节性细胞死亡方式——铜死亡的关键上游调控因子,而铜死亡恰好是克服癌细胞对凋亡抵抗的潜在策略之一。因此,LIAS能否作为治疗靶点用于胰腺癌基因靶向治疗值得进一步深入研究。研究目的本课题旨在研究LIAS在胰腺癌中的表达及其在胰腺癌发生发展中的作用,为改善胰腺癌的治疗及预后提供理论支持和实验依据。研究方法(1)首先使用GEPIA 2.0数据库分析LIAS在胰腺癌组织和癌旁组织的表达情况。然后应用TCGA数据库统计分析LIAS在不同临床病理分期及分级的表达情况。最后应用TISIDB网站,统计分析LIAS的表达与胰腺癌免疫细胞浸润的关系。(2)采用胰腺癌组织芯片,通过免疫荧光技术检测LIAS在正常组织和不同分化程度胰腺导管腺癌组织的表达情况,统计分析LIAS的表达水平与肿瘤组织分化程度、是否累犯器官、年龄及性别等不同临床病理特征之间的关系。(3)利用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建敲除LIAS基因的PANC-1胰腺癌单克隆细胞系。(4)使用细胞增殖实验(CCK8)和细胞克隆形成实验,探究AZD6738体内靶向敲除LIAS基因的PANC-1胰腺癌细胞的体外增殖能力变化。研究结果(1)GEPIA2.0数据库分析显示,LIAS在胰腺癌组织中的表达量高于正常组织;通过TCGA数据库分析得出,胰腺癌原发灶局部分期T3期LIAS的表达低于T1期(P=0.04);LIAS的表达量与淋巴结受累(N期)及远处转移(M期)无显著差异;中分化(G2级)胰腺癌LIAS的表达量低于高分化(G1级)胰腺癌(P=0.012);临床分期Ⅱ期LIAS的表达量低于临床分期Ⅰ期,差异具有统计学意义(P=0.0062)。TISIDB网站分析发现LIAS的表达与胰腺癌部分免疫细胞浸润密切相关。(2)免疫荧光实验分析临床样本显示LIAS在胰腺癌组织中的表达高于癌旁组织,其中,中高分化胰腺癌组织中LIAS的表达高于低分化胰腺癌;通过统计学方法分析LIAS表达与胰腺癌不同临床病理特征的关系,发现胰腺癌临床分期越高,LIAS的表达量越低,差异具有统计学意义(P=0.0037);LIAS的表达与是否累犯器官相关(P=0.001),MK-4827核磁而与年龄、性别及是否浸润无明显相关性(P>0.05)。(3)应用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建敲除LIAS基因的PANC-1胰腺癌单克隆细胞株,该细胞株的体外增殖能力较野生型PANC-1细胞受到明显抑制(P<0.05)。结论本课题揭示了 LIAS在胰腺癌组织的表达高于正常组织;临床病理资料分析发现LIAS的表达与胰腺癌的临床分期、分化程度及是否累犯器官相关。同时,生物信息学分析显示LIAS的表达与胰腺癌部分免疫细胞浸润相关。靶向敲除LIAS表达可抑制胰腺癌细胞增殖,提示LIAS有可能是胰腺癌基因靶向治疗的潜在靶点。