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文檔簡(jiǎn)介
1、在我國(guó),胃癌的發(fā)病率很高,由于胃癌篩查沒(méi)有得到普及和重視,大多數(shù)胃癌到中晚期才得到診斷,化療仍是主要的治療手段。但是腫瘤原發(fā)或繼發(fā)性耐藥的產(chǎn)生致使腫瘤對(duì)化療不敏感,最終導(dǎo)致治療的失敗。多年來(lái)對(duì)耐藥相關(guān)基因功能的研究揭示了眾多的耐藥機(jī)制,在指導(dǎo)臨床治療中逐漸顯示出重要的作用,然而由于這些基因之間相互缺乏聯(lián)系,因而所進(jìn)行的研究也相對(duì)獨(dú)立。近年來(lái)研究顯示一類(lèi)長(zhǎng)度為21~25nt的單鏈非編碼微小RNA(microRNA)在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重
2、要的作用。生物信息學(xué)顯示microRNA通過(guò)調(diào)節(jié)不同的基因而發(fā)揮重要的生物學(xué)效應(yīng),從而使一些看似相互獨(dú)立的基因之間建立了緊密的聯(lián)系。在腫瘤耐藥方面,研究顯示相同microRNA能夠通過(guò)調(diào)控不同的靶點(diǎn)而影響腫瘤細(xì)胞對(duì)抗腫瘤藥物的敏感性。在胃癌化療臨床藥物的選擇中,順鉑(cisplatin,CDDP)仍是基礎(chǔ)化療藥物之一。SGC7901/CDDP是胃癌順鉑耐藥的細(xì)胞株。雖然已有一些關(guān)于其耐藥機(jī)制的報(bào)道,但是目前尚未有對(duì)該細(xì)胞的microRN
3、A表達(dá)譜特征的報(bào)道,同時(shí)microRNA在胃癌順鉑耐藥過(guò)程中所起的作用也沒(méi)有深入的研究。本研究對(duì)SGC7901/CDDP細(xì)胞的耐藥特性進(jìn)行了分析;對(duì)SGC7901/CDDP及其親代順鉑敏感的SGC7901細(xì)胞進(jìn)行microRNA表達(dá)譜的高通量篩選,通過(guò)與SGC7901細(xì)胞microRNA的表達(dá)譜進(jìn)行對(duì)比,篩選出其中差異表達(dá)的microRNA,并應(yīng)用靶點(diǎn)預(yù)測(cè)軟件進(jìn)行靶點(diǎn)預(yù)測(cè)及生物信息學(xué)分析,尋找潛在的microRNA靶點(diǎn)或調(diào)控通路,以期改
4、善胃癌細(xì)胞的耐藥問(wèn)題。在建立SGC7901/CDDP細(xì)胞microRNA表達(dá)譜的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探討了microRNA-200c對(duì)胃癌SGC7901/CDDP細(xì)胞耐藥及增殖的影響,并觀(guān)察了其對(duì)E-cadherin、PTEN/Akt通路及凋亡蛋白Bcl-2和BAX的調(diào)控作用。同時(shí)通過(guò)抑制高表達(dá)E-cadherin的SGC7901細(xì)胞中E-cadherin的表達(dá),觀(guān)察細(xì)胞的耐藥性和增殖能力的改變和PTEN/Akt通路及凋亡蛋白Bcl-2和BA
5、X的變化,分析E-cadherin對(duì)細(xì)胞耐藥和增殖的影響及其機(jī)制,探討E-cadherin是否介導(dǎo)了microRNA-200c對(duì)PTEN/Akt通路及凋亡蛋白的間接調(diào)控。
第一部分胃癌SGC7901/CDDP細(xì)胞microRNA表達(dá)譜及其生物信息學(xué)分析
目的:研究SGC7901/CDDP細(xì)胞的耐藥特性,通過(guò)對(duì)比SGC7901/CDDP耐藥細(xì)胞與親代細(xì)胞microRNA表達(dá)譜的差異,嘗試在microRNA水平尋
6、找到胃癌細(xì)胞耐藥的機(jī)制和改善耐藥的潛在治療靶點(diǎn)。
方法:采用MTT法檢測(cè)SGC7901/CDDP及SGC7901細(xì)胞對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇的藥物敏感性;采用microRNA芯片檢測(cè)兩株細(xì)胞的microRNA表達(dá)譜并進(jìn)行比對(duì)篩選出差異表達(dá)的microRNA;對(duì)異常表達(dá)的microRNA分別應(yīng)用TargetScan(http://www.targetscan.org/)及MicroCosm Targets Ver
7、sion5(http://www.ebi.ac.uk/enright-srv/microcosm/htdocs/targets/v5/)預(yù)測(cè)microRNA靶點(diǎn),并進(jìn)行比對(duì)后篩選出兩種方法均能預(yù)測(cè)到的共同的靶點(diǎn);同時(shí)根據(jù)靶點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的microRNA表達(dá)改變情況將靶點(diǎn)分為microRNA表達(dá)降低組和microRNA表達(dá)增高組。對(duì)microRNA表達(dá)降低組和microRNA表達(dá)增高組的靶點(diǎn)進(jìn)一步采用Blast2GO進(jìn)行在線(xiàn)批量GO分析(ht
8、tp://www.blast2go.org/start_blast2go),對(duì)靶點(diǎn)的生物學(xué)進(jìn)程進(jìn)行注釋?zhuān)A(yù)測(cè)microRNA參與的生物學(xué)功能。
結(jié)果:
1 兩株細(xì)胞對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇的敏感性:不同濃度的順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇作用48h后,SGC7901/CDDP及SGC7901兩株細(xì)胞的存活率不同。SGC7901/CDDP細(xì)胞對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇的IC50分別為:
9、11.245±0.272mg/L、0.763±0.043mg/L、12.154±2.036mg/L和3.277±0.426mg/L;SGC7901細(xì)胞對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇的IC50分別為:2.206±0.256mg/L、0.229±0.020mg/L、4.481±0.544mg/L和1.528±0.097mg/L。與SGC7901細(xì)胞相比,SGC7901/CDDP對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇的IC50均顯著高于S
10、GC7901細(xì)胞(P<0.05),SGC7901/CDDP對(duì)四種抗腫瘤藥物的敏感性降低。
2 RNA的質(zhì)量檢測(cè):從SGC7901/CDDP及SGC7901細(xì)胞提取出總RNA的濃度分別為:1145.77mg/L和1853.74mg/L,A260/A280值均在1.9~2.0之間,從甲醛變性瓊脂糖凝膠電泳結(jié)果來(lái)看。其18S和28S條帶清晰,亮度比約為1:2,總RNA純度達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求且無(wú)明顯降解。
3 microR
11、NA芯片檢測(cè)結(jié)果:經(jīng)Hy3熒光標(biāo)記、純化,進(jìn)行芯片雜交,圖像采集,數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理后,以?xún)煞N細(xì)胞Hy3熒光標(biāo)記信號(hào)強(qiáng)度的比值≤0.5或≥2為標(biāo)準(zhǔn)判定差異表達(dá)microRNA。結(jié)果顯示:與SGC7901細(xì)胞相比,SGC7901/CDDP細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)超過(guò)2倍的microRNA有14個(gè),分別為:microRNA-33a、microRNA-200c、microRNA-302c*、microRNA-488、microRNA-148a、micr
12、oRNA-141、microRNA-212、microRNA-576-3p、microRNA-660、microRNA-338-3p、microRNA-24-1*、microRNA-589、microRNA-887和microRNA-22*;表達(dá)上調(diào)超過(guò)2倍的microRNA有5個(gè),分別為:microRNA-1246、microRNA-943、microRNA-1290、microRNA-516a-5p和microRNA-34b。
13、> 4 microRNA預(yù)測(cè)靶點(diǎn)的生物信息學(xué)分析結(jié)果:microRNA表達(dá)降低組共有451個(gè)預(yù)測(cè)靶點(diǎn),Blast2GO分析顯示這些靶點(diǎn)參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、蛋白質(zhì)磷酸化、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)、藥物敏感性、細(xì)胞周期、分化、凋亡、增殖、粘附、DNA修復(fù)等生物學(xué)進(jìn)程。microRNA表達(dá)增高組共有98個(gè)預(yù)測(cè)靶點(diǎn),Blast2GO分析顯示這些靶點(diǎn)參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)、細(xì)胞周期、凋亡、增殖、分化、組織發(fā)生等生物學(xué)進(jìn)程。
結(jié)論
14、:
1 與親代胃癌SGC7901細(xì)胞比較,胃癌SGC7901/CDDP細(xì)胞除了對(duì)順鉑耐藥性顯著增高外,其對(duì)阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇的耐藥性也出現(xiàn)增加,呈現(xiàn)出多藥耐藥的表型。
2 通過(guò)利用microRNA芯片篩選出胃癌順鉑耐藥SGC7901/CDDP細(xì)胞及其親本SGC7901細(xì)胞之間差異表達(dá)的microRNAs,其中microRNA-33a、microRNA-200c、microRNA-302c*、micr
15、oRNA-488、microRNA-148a、microRNA-141、microRNA-212等14個(gè)microRNAs在SGC7901/CDDP細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)、microRNA-1246、microRNA-943、microRNA-1290、microRNA-516a-5p、microRNA-34b在SGC7901/CDDP細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)。
3 通過(guò)對(duì)這些異常改變microRNA的預(yù)測(cè)靶點(diǎn)進(jìn)行GO分析,提示這些異常表達(dá)
16、的microRNA具有復(fù)雜的生物學(xué)效應(yīng),表明多個(gè)microRNA參與了SGC7901/CDDP細(xì)胞的多藥耐藥。
第二部分 microRNA-200c對(duì)胃癌SGC7901/CDDP細(xì)胞耐藥和增殖的影響
目的:microRNA-200c是我們?cè)谏弦徊糠謱?shí)驗(yàn)中通過(guò)microRNA芯片篩選出的SGC7901/CDDP耐藥細(xì)胞與親代SGC7901細(xì)胞表達(dá)差異的microRNA。本部分實(shí)驗(yàn)試圖進(jìn)一步驗(yàn)證microRNA芯
17、片篩選的結(jié)果,同時(shí)通過(guò)改變microRNA-200c的表達(dá)探索其對(duì)SGC7901/CDDP細(xì)胞藥物敏感性及增殖所起的作用。
方法:采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR對(duì)microRNA芯片篩選出的microRNA-200c的表達(dá)水平進(jìn)行驗(yàn)證;采用siPORTTM NeoFXTM Transfection Agent將microRNA-200c前體(pre-200c)或陰性對(duì)照序列轉(zhuǎn)染到SGC7901/CDDP細(xì)胞中,轉(zhuǎn)染24h后提取細(xì)胞
18、總RNA采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)microRNA-200c表達(dá)水平的改變;采用MTT法檢測(cè)轉(zhuǎn)染后的SGC7901/CDDP細(xì)胞對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇敏感性的改變;采用細(xì)胞計(jì)數(shù)法檢測(cè)轉(zhuǎn)染后的SGC7901/CDDP細(xì)胞體外增殖能力的改變。
結(jié)果:
1 microRNA-200c在兩株細(xì)胞中表達(dá)的差異:實(shí)時(shí)熒光定量PCR結(jié)果顯示;SGC7901/CDDP細(xì)胞microRNA-200c的△Ct為15
19、.470±0.036,SGC7901細(xì)胞的△Ct為14.657±0.229。SGC7901/CDDP細(xì)胞microRNA-200c的相對(duì)表達(dá)水平是SGC7901細(xì)胞的0.573±0.084倍,顯著低子敏感株細(xì)胞的表達(dá)(P<0.05)。
2 SGC7901/CDDP細(xì)胞轉(zhuǎn)染24h后microRNA-200c的表達(dá)改變:實(shí)時(shí)熒光定量PCR結(jié)果顯示SGC7901/CDDP細(xì)胞轉(zhuǎn)染pre-200c24h后microRNA-200c
20、的△Ct為12.660±0.079,陰性對(duì)照組△Ct為15.493±0.080。細(xì)胞轉(zhuǎn)染pre-200c24h后microRNA-200c相對(duì)表達(dá)水平是陰性對(duì)照組的7.128±0.159倍(P<0.05)。
3 microRNA-200c對(duì)SGC7901/CDDP細(xì)胞耐藥性的影響:轉(zhuǎn)染pre-200c后的SGC7901/CDDP細(xì)胞增加了對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇的敏感性。IC50分別為:7.518±0.186m
21、g/L、0.381±0.053mg/L、7.267±0.090mg/L及1.705±0.332mg/L;陰性對(duì)照組分別為:12.180±0.294mg/L、0.721±0.034mg/L、11.534±0.598mg/L及3.140±0.403mg/L。兩者差異顯著(P<0.05)。
4 microRNA-200c對(duì)SGC7901/CDDP細(xì)胞增殖能力的影響:轉(zhuǎn)染pre-200c的SGC7901/CDDP細(xì)胞接種后從第3天
22、開(kāi)始細(xì)胞數(shù)目顯著低于陰性對(duì)照組(P<0.05),增殖能力顯著降低。
結(jié)論:
1 通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR證實(shí)microRNA-200c在胃癌順鉑耐藥細(xì)胞株SGC7901/CDDP中表達(dá)下調(diào),驗(yàn)證了microRNA芯片的結(jié)果。
2 上調(diào)microRNA-200c的表達(dá)能顯著增加SGC7901/CDDP細(xì)胞在體外對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇四種抗腫瘤藥物的敏感性,發(fā)揮化療增敏作用。
23、 3 上調(diào)microRNA-200c的表達(dá)能顯著抑制SGC7901/CDDP細(xì)胞的體外增殖能力。
第三部分 microRNA-200c逆轉(zhuǎn)SGC7901/CDDP細(xì)胞耐藥及抑制增殖的分子機(jī)制
目的:為了明確microRNA-200c逆轉(zhuǎn)SGC7901/CDDP細(xì)脆耐藥及抑制增殖的分子機(jī)制,我們?cè)噲D通過(guò)分析SGC7901/CDDP耐藥細(xì)胞與親代SGC7901細(xì)胞一些相關(guān)蛋白E-cadherin、PTEN、p-
24、Akt、Akt、Bcl-2和BAX表達(dá)的差異,以及microRNA-200c表達(dá)增加后這些蛋白表達(dá)水平的變化,尋找microRNA-200c調(diào)控的相關(guān)蛋白及使SGC7901/CDDP細(xì)胞發(fā)生耐藥的效應(yīng)蛋白。
方法:采用Western blot法檢測(cè)SGC7901/CDDP及SGC7901細(xì)胞中E-cadherin、PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白表達(dá)差異;采用siPORTTM NeoFXTM Trans
25、fection Agent將pre-200c或陰性對(duì)照序列轉(zhuǎn)染到SGC7901/CDDP細(xì)胞中,轉(zhuǎn)染后72h提取細(xì)胞總蛋白,采用Western blot法檢測(cè)轉(zhuǎn)染后的SGC7901/CDDP細(xì)脆E-cadherin、PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白表達(dá)的改變。
結(jié)果:
1 兩株細(xì)胞中E-cadherin、PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白表達(dá):SGC7901/CDDP細(xì)胞
26、E-cadherin、PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白的相對(duì)表達(dá)量分別為:0.098±0.030、0.178±0.064、1.019±0.093、1.181±0.102、0.267±0.018和0.215±0.026;SGC7901細(xì)胞E-cadherin、PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白的相對(duì)表達(dá)量分別為:0.467±0.061、874±0.056、0.166±0.017、1.231±0.163
27、、0.108±0.011和0.366±0.017。與SGC7901細(xì)胞相比,SGC7901/CDDP細(xì)胞中p-Akt和Bcl-2蛋白的相對(duì)表達(dá)量顯著增高(P<0.05),而E-cadherin、PTEN和BAX蛋白的相對(duì)表達(dá)量顯著降低(P<0.05),總Akt的相對(duì)表達(dá)量在兩組之間未見(jiàn)顯著差異(P>0.05)。
2 microRNA-200c對(duì)SGC7901/CDDP細(xì)胞E-cadherin、PTEN、p-Akt、Akt、
28、Bcl-2和BAX蛋白表達(dá)的影響:SGC7901/CDDP細(xì)胞轉(zhuǎn)染pre-200c后E-cadherin、PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白的相對(duì)表達(dá)量分別為:0.471±0.010、0.589±0.016、0.220±0.035、1.255±0.116、0.074±0.008和0.380±0.008;陰性對(duì)照組的E-cadherin、PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白的相對(duì)表達(dá)量分別為:0.109±
29、0.002、0.111±0.002、0.687±0.086、1.291±0.117、0.442±0.020和0.111±0.005。轉(zhuǎn)染pre-200c組細(xì)胞的E-cadherin、PTEN、BAX蛋白的相對(duì)表達(dá)量顯著高于陰性對(duì)照組(P<0.05),而p-Akt及Bcl-2蛋白的表達(dá)顯著低于陰性對(duì)照組(P<0.05),總Akt的相對(duì)表達(dá)量在兩組之間未見(jiàn)顯著差異(P>0.05)。
結(jié)論:
1 SGC7901/C
30、DDP細(xì)胞耐藥表型與E-cadherin、PTEN及BAX蛋白表達(dá)的下降、Akt通路激活和Bcl-2蛋白的表達(dá)增加有關(guān)。
2 microRNA-200c對(duì)SGC7901/CDDP細(xì)胞耐藥逆轉(zhuǎn)和增殖抑制的作用與誘導(dǎo)E-cadherin、PTEN及BAX蛋白的表達(dá)、抑制Akt通路的激活和下調(diào)Bcl-2蛋白的表達(dá)有關(guān)。
第四部分 E-cadherin siRNA對(duì)SGC7901細(xì)胞耐藥與增殖的影響及分子機(jī)制研究
31、r> 目的:前一部分的研究結(jié)果提示microRNA-200c參與調(diào)控一系列耐藥相關(guān)蛋白,為了進(jìn)一步探討microRNA-200c與這些蛋白以及這些蛋白彼此之間的信號(hào)傳導(dǎo)順序,我們根據(jù)其它研究的結(jié)果,研究E-cadherin是否介導(dǎo)了從microRNA-200c傳導(dǎo)下來(lái)的調(diào)控信息,同時(shí)探討E-cadherin對(duì)SGC7901細(xì)胞耐藥和增殖的影響。
方法:采用Lipofectamine2000將E-cadherin si
32、RNA或其陰性對(duì)照序列轉(zhuǎn)染到SGC7901細(xì)胞中,轉(zhuǎn)染后24、48、72h分別提取細(xì)胞總蛋白采用Western blot檢測(cè)轉(zhuǎn)染后細(xì)胞的E-cadherin蛋白的抑制效率;SGC7901細(xì)胞轉(zhuǎn)染24h后采用MTT法檢測(cè)轉(zhuǎn)染后的SGC7901細(xì)胞對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇敏感性的改變,采用細(xì)胞計(jì)數(shù)法檢測(cè)轉(zhuǎn)染后的SGC7901細(xì)胞體外增殖能力的改變;SGC7901細(xì)胞轉(zhuǎn)染72h后提取細(xì)胞的總蛋白,采用Western blot檢測(cè)轉(zhuǎn)
33、染后細(xì)胞的PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白表達(dá)的改變。
結(jié)果:
1 SGC7901細(xì)胞轉(zhuǎn)染后的E-cadherin蛋白表達(dá)改變:SGC7901細(xì)胞轉(zhuǎn)染E-cadherin siRNA24、48和72h后E-cadherin蛋白的相對(duì)表達(dá)量分別為:0.244±0.006、0.155±0.007和0.118±0.014,陰性對(duì)照組為0.527±0.006,轉(zhuǎn)染E-cadherin siRNA后
34、E-cadherin蛋白的表達(dá)受到顯著抑制(P<0.05)。
2 SGC7901細(xì)胞轉(zhuǎn)染E-cadherin siRNA后對(duì)化療藥物敏感性的改變:轉(zhuǎn)染E-cadherin siRNA后的SGC7901細(xì)胞降低了對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶和紫杉醇的敏感性。IC50分別為:4.375±0.199mg/L、0.368±0.042mg/L、6.855±0.780mg/L和2.530±0.259mg/L;陰性對(duì)照組分別為:2.88
35、2±0.166mg/L、0.228±0.012mg/L、4.058±0.946mg/L和1.483±0.225mg/L。兩組差異顯著(P<0.05)。
3 E-cadherin siRNA對(duì)SGC7901細(xì)胞增殖能力的影響:轉(zhuǎn)染E-cadherin siRNA的SGC7901細(xì)胞接種后從第4天開(kāi)始細(xì)胞數(shù)目顯著高于陰性對(duì)照組(P<0.05),細(xì)胞的增殖能力顯著增強(qiáng)。
4 E-cadherin siRNA對(duì)SGC
36、7901細(xì)胞PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白表達(dá)的影響:轉(zhuǎn)染E-cadherin siRNA72h后SGC7901細(xì)胞的PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白的相對(duì)表達(dá)量分別為:0.148±0.010、0.455±0.034、1.045±0.182、0.328±0.014和0.139±0.013;轉(zhuǎn)染陰性對(duì)照序列72h后SGC7901細(xì)胞的PTEN、p-Akt、Akt、Bcl-2和BAX蛋白的相對(duì)表達(dá)量
37、分別為:0.531±0.014、0.224±0.049、1.158±0.143、0.114±0.012和0.369±0.016。轉(zhuǎn)染E-cadherin siRNA72h后SGC7901細(xì)胞的p-Akt和Bcl-2蛋白的相對(duì)表達(dá)量顯著高于陰性對(duì)照組,而PTEN和BAX蛋白的相對(duì)表達(dá)量顯著低于對(duì)照組(P<0.05),總Akt的相對(duì)表達(dá)量在兩組之間未見(jiàn)顯著差異(P>0.05)。
結(jié)論:
1 抑制E-cadheri
38、n的表達(dá)能顯著降低SGC7901細(xì)胞在體外對(duì)順鉑、阿霉素、5-氟脲嘧啶及紫杉醇四種抗腫瘤藥物的敏感性,增強(qiáng)了細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐受。
2 抑制E-cadherin的表達(dá)能顯著改變SGC7901細(xì)胞的體外增殖能力,導(dǎo)致細(xì)胞增殖能力增加。
3 抑制E-cadherin表達(dá)導(dǎo)致的SGC7901細(xì)胞耐藥和增殖與下調(diào)PTEN及BAX蛋白的表達(dá)、激活A(yù)kt信號(hào)通路和上調(diào)Bcl-2蛋白的表達(dá)有關(guān)。
4 在胃癌細(xì)
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