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肺癌是一种严重威胁人类生命和健康的恶性肿瘤,其发病率和死亡率在全世界范围内均位列首位。由于肺癌早期临床症状不明显,不易诊断,肺癌患者确诊时往往已至肺癌晚期或发生转移,3年生存率低于20%。目前,外科手术联合放射治疗和化学药物治疗依然是肺癌最有效的治疗手段,但其不良反应和并发症明显。因此,理解肺癌的发生机制,阐明肺癌发生发展的分子机制,寻找新的治疗方法和手段迫在眉睫。一直以来,硫化氢（H2S）被人们看作是有毒气体或空气污染物。直到一氧化氮（NO）作为心血管调节剂的生理功能被发现,H2S作为新型气体信号小分子,其生理作用才逐渐受到人们的关注。研究表明H2S可广泛参与心血管系统、消化系统、神经系统、呼吸系统等的调节过程,且与肿瘤的发生发展密切相关。人体内的H2S主要是由3种内源性硫化氢合成酶:胱硫醚-β-合成酶（CBS）、胱硫醚-γ-裂解酶（CSE）和巯基丙酮酸转移酶（MPST）,以L-半胱氨酸为底物催化而来。肺是人体的呼吸器官,H2S作为气体分子,通过鼻腔吸入肺部进入体内,因此二者关系最为紧密。肺腺癌是肺癌的主要种类,而H2S在肺腺癌中作用的相关研究报道较少,作用机制尚不明确。本文主要围绕H2S在肺腺癌中的生物学功能和分子机制进行深入研究和探索。首先,本文检测了人肺腺癌组织和相邻癌旁组织中内源性硫化氢合成酶的表达情况。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）和western blot实验结果显示,30对肺腺癌组织临床样本中3种硫化氢合成酶CBS、CSE和MPST的表达量显著高于癌旁组织。其中,CBS和CSE的表达水平与肺腺癌肿瘤大小、临床分期、淋巴结转移程度有明显相关性,而MPST的表达水平主要与肿瘤大小有关。体外结果同样表明,肺腺癌A549、95D和NCI-H1395细胞中硫化氢合成酶以及H2S含量明显高于正常肺上皮BEAS-2B细胞。本文选择H2S含量最多的A549细胞系进行后续实验。其次,以硫氢化钠（NaHS）作为H2S供体,通过MTT实验检测NaHS对A549细胞的作用。实验结果表明,低浓度的外源NaHS（0-50μM）可促进A549细胞增殖,而2000μM浓度的NaHS则显著促进A549细胞凋亡。选取与H2S在体内含量近似的50μM NaHS作为实验浓度刺激A549细胞24小时。结果显示,该浓度可显著促进A549细胞增殖、迁移和侵袭,加快肿瘤上皮间质转化（EMT）过程。采用化学抑制剂和小干扰RNA（siRNA）基因沉默手段分别对肺腺癌中主要产生H2S的CBS和CSE进行抑制。结果表明,化学抑制剂氨基氧乙酸（AOAA）和DL-炔丙基甘氨酸（PAG）都能显著抑制细胞增殖,并将细胞周期阻滞在G2/M期,促进细胞凋亡;同时抑制细胞划痕愈合、transwell侵袭及EMT过程。上述结果在siRNA基因沉默实验中得到进一步验证。此外,H2S作为无机电子供体可促进A549细胞能量代谢过程,提高线粒体膜电位,加速ATP的产生和糖酵解过程。AOAA和PAG分别抑制CBS和CSE酶活性后,线粒体膜电位下降,进而抑制A549细胞内ATP的生成以及葡萄糖分解和转化过程。再次,western blot实验结果显示,H2S可在肿瘤缺氧微环境中增加缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的表达量。免疫荧光实验结果表明,H2S可增加HIF-1α积累,促进HIF-1α进入细胞核的过程。进一步采用双荧光素酶报告基因检测H2S对HIF-1α的转录活性的影响。结果显示,在氯化钴（CoCl2）模拟化学缺氧微环境条件下,H2S可提高HIF-1α的转录活性,而AOAA和PAG作用后可明显抑制A549细胞中HIF-1α转录活性。缺氧诱导的HIF-1α表达增加可促进A549细胞中硫化氢合成酶的表达量,进而提高胞内H2S含量。HIF-1α抑制剂2-MeOE2和siRNA基因沉默HIF-1α均能显著抑制缺氧条件下A549细胞中CBS和CSE的表达,进而抑制H2S的产量。因此,H2S和HIF-1α之间存在正反馈调控作用。同时,外源NaHS通过提高内源硫化氢合成酶的表达量进一步提升内源H2S的产量。最后,体外小管生成实验结果表明,H2S可协同HIF-1α通过PI3K/AKT信号通路,上调血管内皮生成因子（VEGF）的表达,促进A549细胞血管生成。AOAA和PAG作用显著减少了VEGF表达,抑制了人脐静脉内皮HUVEC细胞增殖、迁移和小管的形成。裸鼠成瘤实验也显示AOAA和PAG可以抑制移植瘤的生长和血管生成过程。综上所述,H2S可促进A549细胞增殖、迁移以及EMT过程,同时增加HIF-1α的转录活性。而肿瘤缺氧微环境可促进A549细胞中H2S生成,形成H2S与HIF-1α的正反馈调控通路。H2S协同HIF-1α上调VEGF表达,促进肺腺癌血管生成过程。本研究结果表明,H2S在肺腺癌中发挥促癌作用,抑制硫化氢合成酶可有效抑制肺腺癌肿瘤的增殖过程。本论文为H2S在肺腺癌中的研究提供了基础,为肺腺癌的预防、诊断以及靶向治疗提供新思路。