【研究背景和目的】化疗是进展期胃癌的主要治疗方法之一,但由于化疗耐药的普遍存在,总体效果不甚理想。目前认为肿瘤干细胞(cancer stem cells,CSCs)是肿瘤化疗耐药产生的主要根源,Hedgehog(Hh)信号通路对肿瘤干细胞干性的维持及化疗耐药的产生有着密切的联系,同时ABCG2也是肿瘤耐药研究中的一个热点。本课题旨在研究胃癌化疗耐药产生的可能机制,提出Gli1-ABCG2这一新的信号轴,从新的角度解释耐药现象的产生机制,为有效防治胃癌耐药提供新的思路与新的靶点。【材料与方法】应用AlamarBlue测定胃癌细胞株N87和AGS对化疗药物的IC50,建立体外诱导胃癌细胞化疗耐药模型。应用QRT-PCR技术检测Hh信号通路的表达情况,明确其是否活化。应用慢病毒或逆转录病毒敲低或过表达Gli1,检测IC50及肿瘤干细胞样表型,包括无血清悬浮培养法培养胃癌干细胞球,流式分析仪检测侧群细胞和CD90分子的表达。应用生物信息学预测Gli1的下游靶基因,并用ChIP实验验证。通过转染ABCG2的功能抑制载体TM5-6或使用ABCG2的抑制剂FTC及过表达ABCG2载体,研究ABCG2对化疗药物IC50及胃癌干细胞样特性的影响。并在NSG小鼠体内验证Gli1-ABCG2信号轴在胃癌化疗耐药中的作用。最后用IHC方法检测ABCG2在180例胃癌组织中的表达情况,并分析其与临床病理参数及生存期的关系。【结果】研究发现,胃癌细胞株N87和AGS在体外接受化疗药物CDDP和5Fu诱导48 h后,Hh信号通路靶基因Gli1、Gli2和PTCH1被活化。进一步敲低Gli1,胃癌细胞对化疗药物的IC50下降,干细胞样特性减弱,包括侧群细胞比例减少,胃癌干细胞球变小及形成效率下降,干细胞表面分子CD90表达减少;过表达Gli1后,化疗药物的IC50上升,干细胞样特性增强,明确Gli1通过影响干细胞样特性,促进胃癌化疗耐药的产生。经过进一步筛选,发现ABCG2的表达水平和Gli1相一致,并用ChIP技术验证了转录因子Gli1对ABCG2的直接调控作用。抑制ABCG2功能或过表达ABCG2后,发现ABCG2同样可以影响胃癌细胞的化疗药物的IC50及干细胞样特性,说明ABCG2作为Gli1的功能执行基因,导致了胃癌化疗耐药的产生。同时,Gli1-ABCG2信号轴在胃癌化疗耐药中的作用在NSG小鼠体内也得到了验证。通过检测180例胃癌组织中ABCG2的表达情况,发现ABCG2的表达水平与胃癌分化及患者生存期有关,ABCG2表达阳性,胃癌的分化越差,患者的生存期越短。【结论】胃癌细胞在体外经化疗药物诱导后,Hh信号通路被活化,此通路的靶基因Gli1可通过调控干细胞样特性促进胃癌化疗耐药的产生。ABCG2的表达水平和Gli1的表达水平相一致,并由ChIP实验证实Gli1可直接调控ABCG2的表达。ABCG2作为Gli1的功能执行基因,介导胃癌干细胞样特性,导致胃癌化疗耐药的发生。Gli1和ABCG2可以抑制NSG小鼠皮下瘤生长,Gli1-ABCG2信号轴在小鼠体内得到验证。ABCG2在胃癌组织中的表达水平与胃癌的分化及预后相关,ABCG2表达阳性,胃癌的分化越差,患者的生存期越短。