研究背景:在全球范围内,结直肠癌(CRC)是一种发病率很高的恶性NSC 125973分子式肿瘤。尽管结直肠癌的早期诊断取得了很大进步,综合治疗方法也在不断改进,但根治性手术后5年生存率并没有明显提高。其发生发展的机制十分复杂。泛素-蛋白酶体途径是细胞内蛋白质降解的重要途径,对维持细胞的平衡至关重要,而蛋白质的异常积累可能导致各种疾病,包括人类癌症。斑点型POZ蛋白(Speckle-type POZ protein,SPOP)是基于Cullin3泛素化过程的关键适配器,新近发现是泛素连接酶E3的成员之一。一些研究已经证实它在基因转录调控、复制、修复以及泛素化和降解中的重要作用。近年来,许多研究证实肿瘤细胞中糖酵解增加与糖酵解限速酶活性增强有关。其中,己糖激酶(hexokinase,HK)是调控细胞糖酵解的关键酶,能将葡萄糖转化为6-磷酸葡萄糖,为肿瘤细胞提供能量,从而刺激恶性肿瘤的生长和增殖。然而,SPOP和HK2在结直肠癌中的机制尚不是很清楚,同时SPOP是否能够靶向HK2调控CRC进展有待研究。研究目的:研究SPOP调控HK2对结直肠癌细胞增殖、侵袭及迁确认细节移的影响,为结直肠癌的临床靶向治疗提供一个新的理论基础。研究方法:使用生物信息分析技术,基于高通量基因表达(Gene Expression Omnibus,GEO)和癌症基因组图谱(The cancer genome atlas,TCGA)、基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression,GTEx)数据库评估SPOP和HK2在结直肠癌与癌旁组织中表达水平,与结直肠癌诊断及预后不良的相关性,及两者的相互作用关系。经过免疫共沉淀(CO-IP)明确SPOP与HK2间存在蛋白直接结合。选择人结直肠上皮细胞(NCM460)和两株结直肠癌上皮细胞(SW620和HCT116)作为研究对象。通过Western Blot、PCR实验检测细胞系中SPOP和HK2的表达情况及表达相关性;利用CCK-8、平板克隆形成、transwell实验探索SPOP和HK2对结直肠癌生物学功能的影响。研究结果:1.SPOP在结直肠癌细胞系中低表达。GEO、TCGA、GTEx数据分析及PCR实验结果显示,SPOP在结直肠癌组织中表达下调且SPOP高表达组患者预后好。生物信息学分析结果表明SPOP具有作为CRC诊断的潜力;2.过表达SPOP能够抑制结直肠癌细胞增殖、侵袭及迁移;3.GEO、TCGA、GTEx数据分析及PCR实验结果显示,HK2在结直肠癌组织中表达上调且HK2高表达组患者预后差。生物信息学分析结果表明HK2具有作为CRC诊断的潜力;4.敲减HK2能够抑制结直肠癌细胞增殖、侵袭及迁移。5.生物信息学分析结果表明HK2有可能为SPOP的靶基因,两者呈负性相关性;免疫共沉淀(CO-IP)实验显示,它们之间存在蛋白直接相互结合,提示HK2是E3泛素化连接酶SPOP潜在的蛋白底物。研究结论:E3泛素化连接酶SPOP通过降低HK2的表达从而抑制结直肠癌细胞的增殖、侵袭及High-risk cytogenetics迁移,且HK2是E3泛素化连接酶SPOP潜在的蛋白底物。