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背景与目的肺癌发病率及死亡率居全球恶性肿瘤首位。我国每年约有78万例肺癌患者死亡,约占恶性肿瘤死亡人数的1/4,形势非常严峻。在原发性肺癌中,非小细胞肺癌约占80~85%。因肺癌起病隐匿,80%以上的患者确诊时已属于中晚期(IIIB-IV期),总体5年生存率仅为15%至17%。近年来靶向治疗、免疫治疗取得突飞猛进的进展,但化疗仍然是晚期非小细胞肺癌重要的治疗手段。鉴于化疗有效率低,多数疗效不佳、常伴有严重的毒副反应,因此为非小细胞肺癌寻找更多的治疗靶点及疗效预测因子,对于实现精准治疗、改善患者疗效及预后,具有重要意义。基于目前公开的研究结果,p42.3基因是一个高度保守的哺乳动物基因,具有仅在胚胎时期表达、成年正常组织不再表达、而在肿瘤组织中高表达等特性,目前已发现p42.3在包括胃癌、结直肠癌、肺癌在内的多种人类肿瘤中特异性表达。然而目前尚缺乏p42.3在肺癌中的作用及相关机制研究。因此,本研究通过对TCGA数据库进行生物信息学分析,及真实世界样本检测,评估p42.3基因在非小细胞肺癌中的表达情况,结合患者临床病理学特征,探讨该基因在非小细胞肺癌发病、组织分化及临床疗效、预后中的预测价值。通过分子克隆,构建p42.3高低表达肺癌细胞系,探索p42.3高低表达对肺癌细胞生物学特性、化疗药物敏感度的影响。希望通过本研究,为非小细胞肺癌寻找稳定高效、重复性好、经济实用的疗效预测及预后指标,最终为指导临床诊疗提供参考。材料与方法本研究(1)首先从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库中下载1017例非小细胞肺癌患者组织样本(其中肺鳞癌502例,肺腺癌515例)的生物信息学和临床信息,分析p42.3基因在肺鳞癌和肺腺癌中的表达情况、DNA甲基化水平、基因变异类型及预后意义。(2)回顾性收集北京医院2005-2009年收治的142例非小细胞肺癌患者术后肿瘤组织及癌旁组织标本(肺鳞癌72例,肺腺癌70例,均未进行过抗肿瘤治疗)作为验证。使用石蜡包埋组织并制作组织微阵列后,免疫组织化学法检测p42.3基因的表达情况,结合患者临床病理学特征进行相关性分析。(3)构建p42.3过表达质粒和小干扰RNA(si RNA),通过脂质体lipo3000穿膜技术转染人肺鳞癌细胞系NCI-H520、人肺腺癌细胞系A549,分别建立不同组织学类型的p42.3高/低表达肺癌细胞系。使用蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测p42.3蛋白表达水平。利用CCK-8(Cell Counting Kit-8)实验检测p42.3蛋白过表达或沉默表达后细胞增殖能力的改变。采用细胞迁移侵袭实验(Transwell)判断p42.3基因高/低表达对肺癌细胞系迁移及侵袭能力的影响。最后采用CCK-8法体外药敏试验,评估p42.3高/低表达细胞肺癌细胞系对不同浓度卡铂敏感度的影响,初步探索p42.3的表达水平与化疗敏感性的关系。结果(1)TCGA数据集分析结果表明:与配对癌旁组织相比,p42.3基因m RNA在肺鳞癌和肺腺癌肿瘤组织中的表达均显著上调,且在肺鳞癌中表达量明显高于肺腺癌,二者分别为正常肺组织的17.8和13.5倍。肺鳞癌的p42.3 DNA甲基化水平低于肺腺癌。肺鳞癌与肺腺癌中p42.3基因变异率分别为1.1%和0.4%,基因扩增常见。(2)基于以上结果将临床样本检测结果进行统计学分析,结果显示:肺鳞癌组织样本中,p42.3蛋白表达率明显高于肺腺癌(31/72,43.1%VS 1/70,1.4%;p<0.001)。结合患者临床病理学特征分析,发现p42.3蛋白表达与年龄具有相关性,70岁及以上患者p42.3蛋白表达率下降(p<0.05)。p42.3蛋白的表达与肿瘤组织分化程度具有相关性(p<0.05),p42.3蛋白高表达者,组织学级别更高。(3)成功构建p42.3高/低表达细胞系:肺鳞癌细胞系OE-SAPCD2/si-SAPCD2 NCI-H520,肺腺癌细胞系OE-SAPCD2/si-SAPCD2 A549。上调p42.3基因表达后,NCI-H520增殖能力显著增强(p<0.05),NCI-H520细胞及肺腺癌细胞系A549细胞对卡铂药物敏感度均下降(p<0.001,p<0.05);下调p42.3基因表达后,NCI-H520细胞对卡铂药物敏感度提高(p<0.05)。结论遗传和表观遗传学改变均可导致p42.3基因在非小细胞肺癌表达改变。相比肺腺癌,p42.3基因在肺鳞癌中表达上调更显著,且p42.3表达上调与肺鳞癌组织低分化相关。p42.3基因的表达水平能够影响肺鳞癌细胞系NCI-H520和肺腺癌细胞系A549的生物学特性,包括细胞增殖能力和药物敏感度。p42.3基因/蛋白值得作为非小细胞肺癌的疗效预测指标或预后指标进一步研究。