[背景和目的]肺癌是人类发病率及死亡率最高的恶性肿瘤之一,且近年来发病率呈逐渐升高的趋势。在我国,肺癌是癌症相关死亡的主要原因,全国肿瘤防治形势严峻,其发病率和死亡率呈逐年上升趋势。而云南省宣威地区常见的恶性肿瘤就是肺癌,其发病率和死亡率居全国首位。近年来,有关宣威肺癌的研究不断深入,发现炉灶的使用方式、煤种和工业污染、吸烟、饮食习惯及遗传因素等,是宣威肺癌发病率居高不下的重要原因。虽然对于宣威肺癌的研究有很大的进步和进展,但是对于宣威肺癌的预防和诊断依然是难题。随着科学技术的不断快速发展,特别是高通量测序技术及基因芯片技术的不断革新,带动了精准医疗在肿瘤诊断和治疗领域显著进步,包括放疗、化疗、靶向治疗和免疫治疗等治疗方法广泛在临床实践当中得到应用,也让越来越多的促进以及抑制肺癌发生发展的相关驱动基因不断被发现,而且调控肺癌相关生物学表型的信号通路也在不断被揭示。本研究将通过结合高通量测序、生物信息学分析、细胞体外实验、分子生物学技术,以及裸鼠成瘤实验等方法,全面表征宣威女性肺腺癌基因组和免疫学图谱,挖掘探究可能具有研究价值的差异表达基因及通路,开展对细胞周期蛋白CENPM的生物学功能和作用机制研究,以寻求临床上肺腺癌治疗潜在的生物标志物。第一部分 宣威女性肺腺癌的分子图谱分析研究[目的]宣威地区是中国女性肺腺癌的高发地区,这与当地居民燃煤取暖烹饪的习惯密切相关。宣威女性肺腺癌基因组和免疫学特征的全面表征对于肺癌的预防和精准治疗至关重要。[方法]本研究报告了 1 17例宣威女性肺腺癌（XWFA）的广泛基因组,转录组和免疫学特征,包括1 12例配对的肿瘤-正常组织全外显子测序（WES）特征以及33例正常组织和115例肿瘤组织的mRNA-seq特征。最后,研究建立了由局部烟煤诱导的大鼠肺癌模型。[结果]在52.68%的肿瘤样本中检测到EGFR突变,其次分别是TP53（41.07%）,RBM10（10.71%）和 KRAS（7.14%）。研究发现突变谱和转录组途径的改变显示了 XWFA和吸烟引起的肺癌样本之间存在着许多相似之处。来自TRU-W亚簇的样本高表达典型的Wnt信号通路基因,并且免疫浸润程度低,这一发现应作为临床上免疫治疗方案权衡的指标。局部烟煤诱导的大鼠肺癌模型揭示了肺癌起始阶段通路的逐步改变以及免疫浸润状态。[结论]本章节研究阐明了 XWAF的全面基因组图景,并为进一步研究其分子发病机理奠定了基础。第二部分CENPM在肺腺癌中的生物信息学分析[目的]肺癌是人类发病率及死亡率最高的恶性肿瘤之一,且近年来发病率呈逐渐升高的趋势。为了进一步探究肺腺癌发生发展的分子机制,我们应用了生物信息学工具,对肺腺癌中的差异表达基因进行了筛选和分析,以探究可能具有研究价值的基因及通路。[方法]本研究通过下载TCGA-LUAD和GEO（Gene Expression Omnibus）数据库中的GSE肺腺癌芯片数据集,使用R语言包对其进行差异表达基因的筛选;随后,将筛选出的差异基因进行功能和通路的富集分析,接着在数据库和患者样本中进行表达差异验证、临床病理特征及患者生存预后的分析,最后进行差异基因的共表达分析、富集分析和蛋白质互作网络分析。[结果]在肺腺癌中,有471个显著共同上调基因,919个显著共同下调的基因;差异表达基因在细胞周期调控相关的通路如纺锤体检测点、着丝粒DNA复制等富集显著;与正常对照组织相比,CENPM在肺腺癌中表达显著上调,其表达水平与肺腺癌患者的临床TNM分期及分型显著相关,高表达水平的CENPM是肺腺癌患者预后极显著的危险因素;差异共表达分析发现有715个基因与CENPM显著正相关,353个基因与CENPM显著负相关;CENPM差异共表达基因在mTORC1调控以及PI3K-AKT-mTOR信号转导通路中显著富集;CENPM的蛋白质相互作用网络及富集分析证实CENPM与其它细胞周期基因密切相关。[结论]肺腺癌中存在大量的差异表达基因,且在细胞周期调控相关的通路如纺锤体检测点、着丝粒DNA复制等信号通路上富集显著:CENPM在肺腺癌中异常高表达,与患者的临床病理特征及生存预后显著相关,提示CENPM可能在肺腺癌中起促癌作用,并且可能与肿瘤细胞的增殖、疾病的进展相关;CENPM差异共表达基因在mTORC1调控以及PI3K-AKT-mTOR信号转导通路中显著富集,且与CCAN蛋白家族中其它细胞周期蛋白相互作用显著,表明CENPM及其蛋白家族在PI3K-AKT-mTOR信号通路中可能扮演着重要的角色。第三部分CENPM对肺腺癌生物学行为的影响及其机制初步验证[目的]探讨上调和下调CENPM对肺腺癌细胞株A549、95D、NCI-H1975、PC-9增殖,迁移,侵袭及凋亡的影响。通过肿瘤生长曲线和免疫组化等结果在体内层面探究CENPM在体的生物学功能。使用生信分析探讨与CENPM相关的信号通路,并在动物模型中检测下游信号通路分子,明确CENPM通过信号通路介导肺腺癌相关生物学表型产生的分子机制。[方法]（1）将 LV-sh CENPM 及 CENPM OE 转染至肺腺癌细胞 A549、95D、NCI-H1975、PC-9,通过qPCR和Western blot测定转染效率,对转染成功的肺腺癌细胞进行增殖,迁移,侵袭及凋亡的检测。（2）将LV-sh CENPM,LV-sh NC转染至肺腺癌细胞A549,通过qPCR测定转染效率,并采用皮下植瘤的方式建立肺腺癌裸鼠模型。每五天观察并测量裸鼠体重及瘤体的大小,32天之后将其处死,称重并拍照。利用Western blot及免疫组化检测CENPM、MCM2、PCNA、E-cad、Vimentin在各组裸鼠瘤体中的表达情况。（3）通过下载 TCGA 和 GEO（Gene Expression Omnibus）数据库中的 GSE 肺腺癌芯片数据集,使用R语言包对其进行差异表达基因的筛选;随后,将筛选出的差异基因进行功能和通路的富集分析,接着在数据库和患者样本中进行表达差异验证、临床病理特征及患者生存预后的分析,然后进行差异基因的共表达分析、富集分析和蛋白质互作网络分析,最后利用Western blot验证下游信号通路分子。[结果]（1）转染 LV-sh CENPM及CENPM OE后,肺腺癌细胞 A549、95D、NCI-H1975、PC-9中CENPM被成功的下调和上调。（2）下调CENPM能够抑制肺腺癌细胞95D、NCI-H1975的增殖能力;上调CENPM能够促进肺腺癌细胞A549、PC-9的增殖能力。（3）下调CENPM能够抑制肺腺癌细胞95D、NCI-H1975的迁移和侵袭能力;上调CENPM能够促进肺腺癌细胞H1299、SPC-A1的迁移和侵袭能力。（4）下调CENPM能够促进肺腺癌细胞95D、NCI-H1975的凋亡;上调CENPM能够抑制肺腺癌细胞A549、PC-9的凋亡。（5）下调CENPM能够抑制肺腺癌细胞中p-mTOR的表达,上调CENPM能够促进肺腺癌细胞中p-mTOR的表达;而上调和下调CENPM对肺细胞中mTOR的表达影响无明显统计学意义。（6）LV-sh CENPM组裸鼠皮下瘤体体积明显小于LV-sh NC组。（7）Western blot及免疫组化检测结果显示LV-sh CENPM组中MCM2、PCNA、（8）Vimentin的表达明显低于LV-sh NC组,而E-cad的表达明显高于LV-sh NC组。（9）GSEA分析提示CENPM与PI3K/AKT/mTOR信号通路密切相关,Western blot验证LV-sh CENPM组中p-mTOR的表达明显低于LV-sh NC组有变化,而mTOR的表达无明显变化[结论]CENPM能促进肺腺癌增殖,迁移和侵袭,抑制其凋亡,并能促进肺腺癌细胞在裸鼠体内的成瘤能力,这表明CENPM很可能在肺腺癌中起到了促癌的作用。CENPM与PI3K/AKT/mTOR信号通路密切相关,其影响肺腺癌细胞生物学行为的机制可能是通过调控并促进p-mTOR的表达来实现的。