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研究背景和目的尽管近年来在肺癌的诊断方法及治疗策略上取得了重大进展,但是肺癌仍是全球范围内最主要的肿瘤相关的死亡原因。肺癌分为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)和小细胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC),其中NSCLC约占肺癌的80-85%。NSCLC进一步分为三种主要类型:腺癌、鳞癌及大细胞癌,其中腺癌约占肺癌的40%,是最常见的肺癌类型。NSCLC患者在外科术后、分子靶向治疗、化疗和/或放疗后常复发或发生转移,导致五年生存率仍低于18%。因此,阐明NSCLC进展的分子机制、寻找新的生物标志物和治疗靶点是改善NSCLC预后的关键。香叶基香叶基焦磷酸合成酶(Geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPPS)是甲羟戊酸代谢途径中重要的分支酶,催化法尼基焦磷酸(Farnesyl pyro-phosphate,FPP)合成香叶基香叶基焦磷酸(Geranylgeranyl pyrophosphate,GGPP)。FPP及GGPP可以分别使羧基端含有CAAX基序的蛋白质发生法尼基化及香叶基香叶基化。法尼基化及香叶基香叶基化是重要的蛋白质异戊二烯化修饰,是一种重要的翻译后修饰。发生异戊二烯化修饰的蛋白主要是小G蛋白超家族,这些蛋白只有发生异戊二烯化修饰后才能定位到细胞膜上,进而促发下游信号通路的激活,广泛地参与细胞的生理及病理功能。GGPPS表达异常会影响FPP、GGPP相对含量,进而破坏蛋白质法尼基化及香叶基香叶基化的平衡,进而会参与调控许多疾病的发生,包括肿瘤、心血管疾病及代谢性疾病等。研究发现GGPPS在肝肿瘤中表达高,并与肿瘤分期、血管侵犯及早期复发相关。抑制GGPPS能够减少乳腺癌细胞的转移。但是目前尚无关于GGPPS在肺癌中的相关研究。本课题首次研究GGPPS在肺腺癌中的表达情况,并分析其与临床病理特征、生存预后之间的相关性;探讨GGPPS对肺腺癌细胞增殖、凋亡、转移侵袭等生物学功能的影响及其可能的机制。以期为肺腺癌的发病机制及治疗靶点提供新的理论基础。研究方法1.肺腺癌组织中GGPPS表达的检测及与临床病理特征、预后的关系首先在oncomine(www.oncomine.org)公共数据库中检测GGPPS在肺腺癌中的mRRNA表达情况;其次,检测临床肺腺癌组织及配对的正常组织,提取RNA及蛋白,运用定量逆转录聚合酶链反应(quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction,qRT-RCR)检测 GGPPS 的 mRNA 水平,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(Western blotting,WB)的方法检测GGPPS蛋白表达情况。再次,在组织微阵列芯片(tissue microarrays,TMA)中应用免疫组化(immunohistochemistry,IHC)的方法检测GGPPS的表达。在TMA中,根据GGPPS的免疫组化评分,分析GGPPS表达与肿瘤大小、淋巴结转移及TNM分期的关系,并分析GGPPS与肺腺癌预后的关系。2.GGPPS在肺腺癌细胞系中的生物学功能及初步机制探讨采用MTT、平板克隆、Transwell及划痕实验检测GGPPS异常表达对细胞增殖、转移侵袭等的影响。通过流式细胞仪检测GGPPS异常表达对细胞凋亡的影响。并初步探讨其分子机制。结果1.腺癌组织中GGPPS高表达及与临床病理特征、预后的关系Oncomine数据库,临床切除的肺腺癌组织,组织微阵列芯片(TMA)中,GGPPS在肺腺癌组织中的表达均高于配对正常肺组织。GGPPS高表达与肿瘤大小、淋巴结转移、TNM分期相关,GGPPS在肿瘤体积较大、淋巴结转移阳性及晚期肺腺癌患者的组织中表达水平升高更明显。GGPPS高表达与患者预后差有关。2.GGPPS在肺腺癌细胞系中的生物学功能及初步机制探讨GGPPS异常表达通过调控上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transi-tion,EMT)影响肺腺癌细胞的转移、侵袭能力,对肺腺癌细胞增殖及凋亡无影响。结论我们的研究首次发现GGPPS在肺腺癌中高表达,在肿瘤体积较大、淋巴结转移阳性及晚期肺腺癌患者的组织中表达水平升高更明显,高表达与预后差相关。GGPPS可能通过调控EMT影响肺腺癌细胞的转移侵袭过程。GGPPS异常表达对肺腺癌细胞增殖及凋亡无影响。