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目的在癌症中,肺癌是世界上发病率最高的癌症之一,也是死亡率最高的癌症。肺癌依照组织学分类,肺癌可分为两大类:非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)和小细胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC),其中非小细胞肺癌占比达到85%。在NSCLC中又分为肺鳞状细胞癌癌和肺腺癌,肺鳞状细胞癌是NSCLC的一种常见亚型,肺鳞状细胞癌由于起病隐匿,而且早期容易发生血行转移和淋巴转移,使得在临床的治疗中很多患者确诊时已经是中晚期。全世界每年约有40万人受到影响。肺鳞状细胞癌是一种与吸烟行为发展密切相关的恶性疾病。肺鳞癌的治疗手段里,手术和化疗仍是临床上主要的治疗方法。目前研究发现肺鳞状细胞癌和肺腺癌各有一组驱动基因。但是与肺腺癌相比,肺鳞状细胞癌中可能的靶向驱动基因的频率远低于肺腺癌,并且肺鳞状细胞癌具有高度的异质性。随着对肺鳞状细胞癌的发病机制和治疗的不断研究,现在有很多的治疗方法已经应用于肺鳞状细胞癌的治疗中,但目前有效的来治疗肺鳞癌的靶向药物很少,这样的情况给临床精确治疗带来很大困难。因此,对于深入研究肺鳞癌的发病机制,在临床预后的角度寻找与治疗肺鳞癌相关的关键靶点具有重要的临床意义。PAX基因家族是一种对于生物的生长发育相关的转录基因,研究发现在胚胎发育和器官的生成中都有重要的调控作用,PAX家族基因也参与多种肿瘤的表达,如PAX1基因参与宫颈癌的甲基化,特别是宫颈鳞状细胞癌的研究中,PAX1在宫颈鳞状上皮内病变和宫颈鳞状细胞癌中都有DNA甲基化的改变。在以往的研究中发现PAX9基因在人体的生长发育也起着重要的作用,尤其是面部,牙齿和肢体发育中,在多种肿瘤组织中发现了PAX9有着表达,各种研究也表明在肿瘤细胞信号通路中,PAX9有着重要作用。在口腔鳞癌和食管鳞癌的研究中均发现PAX9参与其发生发展。PAX9在肺癌中的表达也有相关的进展,在非小细胞肺癌的研究中,发现了PAX9基因及m RNA的表达均较正常的肺组织增加,根据对PAX9对于鳞癌和肺癌的研究进展和我们在前期运用生物信息学方法对肺鳞状细胞癌中PAX9基因及PAX基因本体的研究表明,PAX9基因可能在肺鳞状细胞癌的发生发展中起重要作用。为了进一步验证PAX9在肺鳞状细胞癌的生物学功能,所以我们选取了与肺鳞癌与PAX9的相关数据库进行生存分析和诊断效力的研究,应用si RNA转染人肺鳞癌细胞(NCI-H520)细胞用于肺鳞状细胞癌中PAX9的敲除,并采用CCK8法、集落形成实验、创面愈合法和细胞周期法进行检测PAX9基因敲除对细胞增殖、克隆性、迁移和细胞周期的影响,旨在PAX9基因在肺鳞状细胞癌中的临床意义及其机制。方法从TCGA数据库和GEO数据库中获取肺鳞状细胞癌患者的测序数据和预后数据,包括TCGA-LUCS数据集、GSE21933数据集和GSE73403数据集。在TCGA-LUSC数据集和GSE21933数据集中用受试者评估曲线(ROC曲线)鉴定PAX9的诊断效能。分别在TCGA-LUCS数据集和GSE73403数据集以Kaplan-Meier法进行关于PAX9的生存分析,旨在怎么PAX9基因对于临床诊断,生存的影响。为了进一步研究PAX9在肺鳞癌中的表达我们进行了PAX9的基础实验,实验分为两个阶段,即转染前和转染后,转染前分两个组,实验组与对照组,实验组选取的细胞为人肺鳞癌细胞(NCI-H520),对照组选取的细胞为正常肺上皮细胞(BESA-2B)。(1)实时荧光定量PCR(real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction,RT-q PCR)用于测定PAX9的m RNA的表达量。(2)蛋白印迹实验(Western blot)用于反映PAX9基因在NCI-H520和BESA-2B的蛋白表达水平。(3)si RNA转染用于NCI-H520中PAX9的敲除,si RNA转染NC组,转染后将实验分为三组,即实验组:PAX9 si RNA;对照组:NC si RNA;空白组:NCI-H520细胞。(4)采用CCK-8法检测转染后的NCI-H520的细胞增殖和毒性分析。(5)用集落形成法检测PAX9基因敲除对细胞增殖能力的影响。(6)用创面愈合法来检测PAX9基因敲除对细胞迁移和增殖中的作用。(7)用细胞周期测定进行检测PAX9基因敲除对细胞增殖速度的影响。结果1.TCGA-LUSC数据集和GSE21933数据集中的ROC曲线均提示PAX9基因具有良好的诊断效能,TCGA-LUCS数据集和GSE73403数据集中生存分析结果均提示PAX9与肺鳞状细胞癌的总体生存率显著相关。2.通过RT-q PCR用于测定PAX9的m RNA的相对表达量,结果显示PAX9在BESA-2B的m RNA高表达,在NCI-H520中的m RNA低表达,差异有统计学意义(P<0.05)。3.通过蛋白印迹实验用于反映PAX9基因在NCI-H520的蛋白表达水平,检测结果表明PAX9在BESA-2B的蛋白表达量比NCI-H520的要高,差异有统计学意义(P<0.05)。4.成功通过si RNA转染成功敲除NCI-H520的PAX9基因。5.CCK8分析表明PAX9之间的增殖存在明显差异,差异有统计学意义(P<0.05)。6.用集落形成法检测PAX9基因敲除对细胞增殖能力有明显的影响,差异有统计学意义(P<0.05)。7.在伤口愈合试验中,PAX9 si RNA组的愈合速度显着快于si RNA NC组(P<0.05)差异具有统计学意义。8.通过细胞周期法分析比例在整个周期的每个阶段,都发现PAX9的降低显着促进了S/G2转换。结论1.PAX9可能作为肺鳞状细胞癌的诊断指标。2.PAX9与肺鳞状细胞癌的总生存率具有一定的相关性。3.PAX9可以影响肺鳞状细胞癌增殖、迁移和克隆性。