大肠癌是常见恶性肿瘤，大肠癌干细胞是大肠癌浸润和复发转移的重要原因之一。先前研究发现CD133、CD44、CD26和CD24等为大肠癌干细胞的特征性分选标志。然这些不同标志大肠癌干细胞群在关键分子和致瘤转移等方面是否存在差异和是否还存在其他新的大肠癌干细胞群目前尚不明了。我们在先前研究中通过体外克隆球富集和高通量筛选方法发现了一群CD44+CD58+新的大肠癌干细胞群，其分子特征和生物学功能有待进一步明确。本研究拟在先前研究基础上分选不同标志大肠癌干细胞群，比较CD44+CD58+干细胞和其他群干细胞在体内外增殖、致瘤和浸润性等方面的表型差异；通过高通量技术筛选不同标志大肠癌干细胞群分子表达的差异，结合生物信息学方法鉴定CD44+CD58+干细胞的特征性分子群，通过沉默/过表达CD58和关键候选分子探讨细胞功能与这些分子表达的关联性。为今后研制新的针对肿瘤干细胞亚群的分子靶向药物奠定基础。

The existence of cancer stem cells in the colorectal cancer is one of the main causes of its invasion, recurrence and metastasis. CD133, CD44, CD26 and CD24 have been identified as markers of colorectal cancer stem cells, yet it hasn't been clear whether there are different functions among various subpopulations of colorectal cancer stem cells with different markers in oncogenesis, metastasis, and expression of critical molecules, and whether there are other new subpopulaitons of colorectal cancer stem cells regarding tumor angiogenesis. In our previous studies we have found a new subpopulation of colorectal cancer cells with markers of both CD44 and CD58 by sphere culture in vitro and high throughput screening, but its molecular features and biological function still need to be further clarified. This study is aimed to isolate subpopulations of colorectal cancer stem cells by different markers,compare the differences of proliferation, oncogenesis and metastasis between CD44+CD58+ stem cell and other subpopulations of stem cells, screen the differences of their expression of molecules by high throughput screening, identify the charicteristic moleculars of CD44+CD58+ stem cells by bioinformatic methods,and investigate the association of cell function and the expression of these molecules by knocking down or over-expressing CD58 and the critical candidate molecules.This study will lay the foundation for developing new drugs that targeted to specific cancer stem cell subpopulation in future.

大肠癌是常见恶性肿瘤，大肠癌干细胞是大肠癌浸润和复发转移的重要原因之一。先前研究发现CD133、CD44、CD26和CD24等为大肠癌干细胞的特征性分选标志。我们通过体外克隆球富集及免疫荧光方法发现CD44和CD58在结肠癌干细胞中表达升高，通过流式细胞术和免疫荧光染色发现结直肠癌组织中存在一群CD44highCD58high肿瘤细胞，通过体外克隆球富集及动物实验发现CD44highCD58high肿瘤细胞有较强的成瘤能力和体内持续传代能力。我们通过流式细胞术发现绝大多数CD44highCD58high细胞分布在CD133+细胞中。我们还发现CD44highCD58high细胞克隆球形成率明显高于CD44highCD58low细胞，证实CD58是结直肠癌干细胞强表面标记。我们的研究发现CD58 分子通过上调Wnt 通路活性促进结直肠癌干细胞自我更新和肿瘤形成能力。我们还发现CD58与Dkk-3结合；CD58过表达可诱导Dkk-3的降解，过表达Dkk-3后Wnt通路活性及体外克隆球形成均被显著抑制，说明CD58通过降解Dkk-3上调Wnt通路的活性。体外富集的克隆球具有癌干细胞特性，可在体外培养形成类器官，且有较强的致瘤能力及较强Wnt通路活性。而激活Wnt信号通路后，克隆球数量明显增加，表明Wnt通路的激活在癌干细胞的自我更新中起重要作用。我们在结直肠癌克隆球细胞中发现了一个新的分子—NRIP2，通过Western blot及动物实验发现过表达NRIP2的结直肠癌细胞Wnt通路被激活，且致瘤性明显增加，说明NRIP2可通过激活Wnt通路参与调控结直肠癌干细胞的自我更新。我们通过Co-IP和Western blot实验发现NRIP2与RORβ结合，进一步研究发现结直肠癌细胞表达RORβ后显著抑制了Wnt通路活性，提示NRIP2可能通过RORβ途径激活Wnt经典通路。我们还发现RORβ能与HBP1结合，通过Western blot及动物实验发现沉默RORβ后HBP1的表达明显下调；沉默HBP1后Wnt通路活性显著激活，动物致瘤能力及体外克隆成球形成能力也显著增加。这些研究提示RORβ是通过激活HBP1而抑制Wnt经典通路。综上所述，NRIP2/RORβ/BP1轴是结直肠癌干细胞自我更新的一个新的机制。