研究背景和目的:结直肠癌(Colorectal Cancer,CRC)是世界范围内最常见的恶性肿瘤之一,其发病率位居所有恶性肿瘤第三位,死亡率位居第四位,仅次于肺癌、肝癌和胃癌。在中国,CRC的发病率和死亡率自2010年以来一直在持续增长,成为癌症患者死亡的主要原因,并呈现年轻化趋势。CRC不仅降低了患者的生活质量,也给社会带来了沉重的经济负担;然而,CRC发生和发展的分子机制目前尚不完全清楚。CRC的发生是一个多阶段、多步骤的复杂过程,遵循着“正常-增生-腺瘤-癌”等发展变化过程;主要机制有包括染色体不稳定(CNI)、微卫星不稳定(MSI)、CpG岛甲基化表型(CIMP)、锯齿状等发生途径,还有一部分CRC的发生发展涉及两条及以上方式。肿瘤转移是临床上导致患者死亡的主要原因,其过程主要包括局部浸润、渗入血管、随血循环流动、穿出血管,最终在远处器官定植并形成新的转移灶等过程,在这一系列过程中,涉及了许多复杂的因素。所以,深入研究CRC发生、发展和侵袭转移的分子机制,寻找有价值的分子标志物,对CRC的早期诊断、预后评估以及靶向治疗等均有重要科学意义和临床价值。IQGAP3基因位于染色体1q21.3,分子量大小约为180KD,含1631个氨基酸,主要在肠道、肝脏及脑、肺等器官中表达。研究发现,IQGAP3能够通过特定的结构区结合相关蛋白质,影响细胞增殖、分化、细胞粘附、细胞骨架以及细胞运动等。目前对IQGAP3的研究主要集中在神经突增生、细胞骨架形成等方面,研究还发现IQGAP3表达紊乱还参与肝癌、肺癌等恶性肿瘤的发生和发展等过程;然而,其表达失调在CRC发生和发展过程中的作用及分子机制目前尚不清楚。因此,本研究拟深入探讨IQGAP3在CRC发生和演进中的功能和分子机制。方法1.利用TCGA公共数据库、免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)法分析、检测CRC组织及相应癌旁正常粘膜组织中IQGAP3的表达情况;2.利用荧光实时定量PCR、蛋白免疫印迹法检测IQGAP3在肠癌组织和细胞株中的表达,并构建IQGAP3稳定过表达和干扰细胞株;3.采用MTT、平板克隆形成、软琼脂克隆形成实验和裸鼠皮下成瘤实验,划痕愈合实验、Transwell小室实验,检测IQGAP3对肿瘤细胞增殖和迁移能力的影响;4.通过GSEA基因富集分析预测IQGAP3参与的生物过程,利用流式细胞术及Western blot的方法检测IQGAP3过表达或被干扰后相关信号通路靶基因的变化情况,探讨IQGAP3参与CRC发生和迁移的分子机制。结果1.IQGAP3在结直肠癌组织中的表达水平高于相配对的癌旁正常组织;2.IQGAP3在结直肠癌细胞株中的表达高于正常肠粘膜细胞;3.IQGAP3过表达能够显著促进CRC细胞的增殖及迁移能力,而IQGAP3被干扰后能够显著抑制CRC细胞的增殖及迁移能力;4.IQGAP3影响KRAS信号通路的活性及其下游靶基因的表达。结论1.IQGAP3在CRC组织中的表达水平显著高于配对的正常肠黏膜组织;2.IQGAP3过表达能够显著促进CRC细胞的增殖及迁移能力,而IQGAP3被干扰后能够显著抑制CRC细胞的增殖及迁移能力;3.IQGAP3通过调控KRAS/AKT信号通路、KRAS/Rac1、CDC42信号通路,促进CRC细胞的增殖和迁移。