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肺癌(carcinoma of the lung)在全球范围内是最常见的恶性肿瘤之一。肺癌组织学分类方法将肺癌分为鳞状细胞癌(squamous cell carcinoma)、腺癌(Lung adenocarcinoma)、腺鳞癌(Lung Adenosquamous Carcinoma)、小细胞癌(Lung Adenosquamous Carcinoma)、大细胞癌(Large cell lung cancer)和肉瘤样癌(Sarcomatoid carcinoma of the lung)等6个基本类型。肺腺癌(LUAD)的发病率仅次于鳞癌,有统计资料显示近几年肺LUAD发病率有升高趋势;同时肺腺癌预后和临床治疗效果不及鳞癌,对肺腺癌进行手术切除,其5年生存期也不到10%。近年来,肺腺癌的免疫治疗和分子靶向治疗逐渐成为研究热点,利用生物信息学数据库数据来筛选和分析基因与肺腺癌的发生和发展关系,寻找潜在的治疗目标基因,然后使用相关药物来阻断相关信号转导途径,从而影响肿瘤细胞的生长和凋亡。Wnt信号通路参与多种人肿瘤的发生,包括肺癌、肝癌、结直肠癌、卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌、骨肉瘤、肾母细胞等。Wnt信号通路途径主要有4条:Wnt细胞平面极化途径、调节纺锤体方向非对称细胞分裂的细胞内途径、Wnt/Ca2+途径、Wnt/β-catenin传导途径(经典Wnt信号通路)。Wnt/β-catenin信号通路是一条多环节、多作用位点的开放信号通路,激活后Wnt配体与卷曲蛋白(Frizzled FZD)结合,将信号由细胞表面传至核内,影响细胞的生长、增殖、转移、分化,并与肿瘤的增殖、转移等生物学功能相关。FZD蛋白家族是Wnt信号通路的跨膜受体,在哺乳类中发现FZD蛋白家族包括10种Frizzled蛋白和1种smoothened蛋白,不同蛋白之间的motif组成不同,但在C端都含有一个保守的KTXXXW motif。目前研究发现FZD家族成员与人多种肿瘤相关,如胃癌组织中FZD10表达升高、FZD5表达与胶质瘤恶性程度呈正相关、FZD3可能在大肠癌的发生、发展中起到潜在癌基因的作用。Carrera W等人研究发现FZD4基因突变与家族渗出性玻璃体视网膜病变(FEVR)有关。本研究利用生信分析方法,依次分析FZD家族基因(FZD1-FZD10)在正常组织和肺腺癌组织中基因表达情况,寻找家族中和肺腺癌的相关性基因;研究在肺腺癌TNM分期和临床分期各期组织中FZD家族基因基因表达情况;FZD家族基因基因表达量高低与肺腺癌生存期关系;FZD家族基因基因表达量高低与肺腺癌肿瘤微环境、肿瘤组织内免疫细胞的关系。最后细胞生物学实验,通过细胞转染技术、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、划痕实验、Transwell侵袭实验、流式细胞术检测细胞周期等方法检测FZD家族中的相关性基因高表达对肺腺癌细胞(NCI-H1299细胞)的影响。方法:1.通过公共数据库GEO、TCGA、TCGA+GTEx数据,分析FZD家族基因在正常样本和肺腺癌样本中表达情况;利用TCGA数据,分析FZD家族基因在肺腺癌肿瘤样本中的表达高低对肺腺癌TNM分期和临床分期的影响;确定FZD4基因表达量在肺腺癌组织中显著降低。2.通过Kaplan-Meier分析方法评估FZD4基因表达量高低对肺腺癌生存期的影响;使用Estimate数据库数据获得TCGA肺腺癌样本的免疫和基质评分,并与FZD4表达量进行相关性分析;从TIMER数据库下载TCGA数据库肺腺癌的六种免疫浸润细胞得分数据,分析FZD4基因表达量高低与免疫细胞的相关性。3.利用慢病毒感染技术在人肺腺癌细胞NCI-H1299中高表达FZD4基因,细胞转染技术、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检验FZD4基因转染率,流式细胞术、划痕实验、Transwell侵袭实验检测FZD4高表达对NCI-H1299细胞细胞分化、凋亡、迁移、侵袭能力的影响。结果:1.公共数据库数据分析发现,与正常样本相比,肺腺癌样本中FZD4基因表达量显著降低;肺腺癌TNM分期和临床分期各期组织中FZD家族基因表达量无明显差异。2.FZD4高表达与肺腺癌患者更好的生存期相关;FZD4表达量高低与肺腺癌微环境免疫基质得分正相关,与肺腺癌浸润性免疫细胞B淋巴细胞、CD4+T淋巴细胞、CD8+T淋巴细胞、树突状细胞、巨噬细胞、中性粒细胞呈正相关。3.高表达FZD4组与阴性对照组相比,感染FZD4过表达载体组其G1/G0期细胞比率升高,S期和G2/M期细胞比率下降;感染FZD4过表达载体较对照组细胞早调及晚调比例升高;感染FZD4过表达载体后,肺腺癌NCI-H1299细胞迁移能力、侵袭能力降低。结论:FZD4基因低表达与肺腺癌发生相关;肺腺癌患者FZD4基因表达量高的较表达量低的患者生存期长;FZD4将肺腺癌NCI-H1299细胞阻滞在G1/G0期,诱导NCI-H1299细胞凋亡,降低NCI-H1299细胞迁移和侵袭能力;FZD4基因在肺腺癌中可作为抑癌基因而存在。