研究背景和目的非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)占肺癌的85%以上,是导致癌症死亡的常见原因。NSCLC的形成是一个复杂及多步骤的发展过程,它的异质性高、生物学特性复杂,这就意味着发展适合于每种类型NSCLC特定治疗方式的必然性。在NSCLC起始阶段和肿瘤进展中发现更多的发挥关键作用的肿瘤分子机制,以及寻找更多灵敏度高和特异性强的肿瘤标志物,对于NSCLC的诊疗显得尤为重要。谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)不仅在抗氧化反应中具有关键作用,而且在物质代谢及信号转导中发挥着重要的作用。研究发现GPX基因家族在人类的多种肿瘤中异常表达。GPX8是家族中被最后确认的成员,目前对于它的认识还知之甚少,尤其在肿瘤中的研究更是鲜为人知。基于GPX家族在肺癌中的研究现状,本课题拟从以下方面探索GPX8在NSCLC中发挥的主要作用。首先是应用生物信息数据及收集的NSCLC患者的组织样本和临床资料分析GPX8在NSCLC中的表达情况以及与患者预后的相关性。其次在体外水平研究干扰GPX8表达后,对NSCLC生长及迁移侵袭等生物学功能的影响。经高通量转录组测序技术探索GPX8在NSCLC中发挥的可能作用机制及分子调控网络。研究方法1.收集具有完整临床资料的NSCLC患者的新鲜组织,以及蜡块组织并制作组织芯片。采用Westernblot、RT-qPCR、IHC技术检测GPX8在NSCLC患者中表达情况及与临床病理参数间的关系。应用TCGA数据库及IHC染色结果分析GPX8在NSCLC中的表达情况与患者预后的相关性。2.以NSCLC细胞系A549细胞和H520细胞为主要研究对象,进一步探讨GPX8对NSCLC细胞生物学行为的影响。运用平板克隆形成实验、CCK-8、细胞划痕、等实验,综合分析GPX8在干扰前后对NSCLC细胞的细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡、以及对其迁移与侵袭能力的影响。3.采用转录组测序技术分析GPX8干扰前后,差异表达基因的变化情况及其主要富集的信号通路。结果1.本课题组制作了六个包含282例NSCLC患者的的组织芯片。经过IHC染色后,相应的组织芯片有效利用率为88.3%。组织芯片制作结果较为理想。2.肿瘤组织中GPX8的阳性率远高于正常肺组织,分别为66.7%及26.7%,具有显著的统计学差异(X2 = 9.643,P<0.01)。GPX8的高度表达往往发生在肿瘤直径较大、病理分化程度较低、TNM分期较晚及出现肿瘤复发的NSCLC患者中。并且GPX8在肺腺癌中的表达高于其他NSCLC的病理类型。经统计学分析发现GPX8阳性者的五年生存率较阴性患者要低(P=0.001),与TCGA生物信息学分析的结果一致。3.应用平板克隆形成实验和CCK-8实验发现,GPX8降表达后,贴壁的A549细胞和H520细胞的增殖能力下降,形成的克隆数明显减少(P<0.001)。进一步采用流式细胞术检测GPX8对它们细胞周期及细胞凋亡的影响,发现干扰GPX8表达后,并未对A549和H520的细胞周期造成明显的影响。但GPX8降表达后,A549和H520细胞的早期凋亡比例明显升高,依次为:16.25±1.06,9.45±1.06;高于对照组 2.85±0.92,3.85±1.06。4.在细胞划痕实验及Transwell实验中,我们发现干扰GPX8表达后,A549细胞和H520细胞的定向迁移能力明显减弱,A549-shGPX8和H520-shGPX8穿过Matrigel胶小室的细胞数量较对照组明显减少,迁移侵袭能力随之下降。5.在A549细胞内干扰GPX8表达后,显著性差异表达的基因共计413个。经过KEGG富集分析发现这些差异表达的基因主要富集在癌症通路及PI3K-Akt信号通路中。结论1.在NSCLC中,GPX8的表达水平呈现上调趋势,与多项不良的临床病理参数成正相关。2.GPX8是造成NSCLC患者预后不良的因素之一,可作为评判NSCLC患者预后的肿瘤分子标记物。3.在肺腺癌中,GPX8的表达远高于其他病理类型,可作为鉴别NSCLC病理分型的重要依据。4.在NSCLC中,GPX8促进肿瘤细胞的增殖与侵袭,并抑制其凋亡。5.干扰GPX8的表达后,利用高通量的测序技术发现了 A549细胞内的显著差异性表达基因及其所富集的主要信号通路。