研究证据表明，肿瘤细胞EMT的发生和肿瘤干细胞是结直肠癌转移的关键因素。课题1和2的研究将阐明EMT表型的结直肠癌干细胞可能是结直肠癌转移的关键细胞。因此建立EMT特征的结直肠癌肿瘤干细胞的体外和体内模型，不仅可以研究结直肠癌转移的分子机制，还可以筛选靶向EMT特征的结直肠癌肿瘤干细胞的有效药物。本课题通过利用双荧光标记的方法，分选出EMT特征的结直肠癌肿瘤干细胞，建立可维持EMT特征的结直肠癌肿瘤干细胞的长期培养条件。利用免疫缺陷小鼠和模式生物斑马鱼为动物模型，通过体内分子显像示踪技术，动态观察不同器官的肿瘤微转移病灶，研究肿瘤转移的整个过程。制备针对EMT特性的结直肠癌干细胞重要信号分子或表面标志的特异性人源化单克隆抗体，筛选能有效抑制EMT特性的结直肠癌干细胞转移小分子化合物。在体外和体内模型上研究它们对结直肠癌转移的预防和治疗作用，阐明其作用机理，从而有效的干预结直肠癌的转移。

建立具有EMT 特征结直肠癌干细胞的体外和体内模型，对研究结直肠癌转移的分子机制和靶向具有EMT 特征结直肠癌干细胞药物筛选提供很好的研究平台。本课题利用荧光蛋白报告系统，分选出具有EMT 特征结直肠癌干细胞，建立体内外细胞和动物模型，研究结直肠癌转移和EMT的分子机制，制备针对具有EMT 特征结直肠癌干细胞特异性单克隆抗体和筛选能有效抑制具有EMT 特征结直肠癌干细胞转移小分子化合物。围绕这些的研究目标，本课题组开展深入细致的研究工作，取得了以下的主要研究成果：（1）成功构建PNanog-GFP、PSlug-RFP和PE-cad-BFP慢病毒荧光蛋白报告系统，利用该系统我们从结直肠癌细胞中分离不同细胞表型的细胞亚群，阐明Nanog+Slug+双阳性细胞的生物学特征，是具有EMT特征的结直肠癌干细胞，它们在结直肠癌侵袭转移中发挥重要作用；（2）利用该细胞模型，我们研究发现肿瘤微环境相关细胞因子TGF-β1、TNF-α、IGF-II、EGF和缺氧微环境可诱导结直肠癌EMT的发生，阐明IGF/STAT3/Nanog/Slug信号通路是调控结直肠癌干细胞自我更新和EMT发生的重要分子机制；（3）进一步研究发现肿瘤微环境中巨噬细胞可增强结直肠癌侵袭转移和肿瘤干细胞自我更新能力，而这种作用受PPAR-γ调控，其作用机制是PPAR-γ可调控单核细胞向巨噬细胞的分化，从而影响TAM的形成；（4）在结直肠癌细胞EMT发生机制的探讨以及新作用靶标的研究中，我们发现转录因子MEF2D可通过调控Slug的表达参与结直肠癌细胞侵袭转移与EMT的发生。组蛋白去乙酰化酶SIRT1可通过调节Fra-1的表达，形成Fra-1/Nanog正反馈调控机制，参与结直肠癌的自我更新和侵袭转移，提示MEF2D与SIRT1可能成为靶向结直肠癌EMT治疗的新靶标；（5）以肿瘤干细胞为免疫抗原，通过差异筛选和系统验证，最终获得16株肿瘤细胞特异性的单克隆抗体。利用4P-120单抗分选获得4P-120阳性结直肠癌细胞具有高度侵袭转移能力；（6）建立靶向肿瘤干细胞药物筛选系统，发现小分子化合物comp-7可选择性抑制具有EMT 特征结直肠癌干细胞的自我更新和侵袭转移能力。以上研究成果目前已在国际学术期刊发表SCI论文7篇，申报国家发明专利4项。在癌症发病机制研究领域培养一批中青年学术骨干和博士及硕士研究生。