背景和意义:原发性肺癌是世界范围内最常见的恶性肿瘤,在我国发病率极高。在未来几十年中,肺癌仍将是我国癌症防治工作的重要内容。由于肺癌的潜伏期较长,恶性程度高,多数患者发现确诊时已出现转移,错过了最佳的治疗机会。因此,肺癌的发生发展及转移的相关机制研究,对改善肺癌的治疗效果和预后具有重要意义。肿瘤转移是患者的主要死因之一,研究发现恶性肿瘤的转移与上皮间质转化的发生密切相关。MTA3可以抑制Snail的表达,而Snail作为转录因子可以抑制上皮细胞标志物E-cadherin的转录和活性,促进上皮间质转化发生,导致细胞极性消失,黏附力下降,迁移、扩散能力增强。EDDM3A是一种位于14q11.2的蛋白编辑基因,近些年来,越来越多的证据表明14q11.2位点与多种肿瘤性疾病的发生发展有关。然而,关于EDDM3A在促进肺癌发生发展和侵袭转移机制的研究未见相关报道。我们推测EDDM3A可能是通过下调MTA3表达,从而发挥作用。因此,本实验通过对癌症数据库、肺癌组织标本和细胞株的EDDM3A表达情况分别进行检测,并对EDDM3A和肺癌发生发展的相关性进行分析验证,最后对EDDM3A促进肺癌转移的机制进行初步探索,以期为改善肺癌的治疗效果和预后提供新的思路。本研究分为以下三部分进行。研究方法:一、非小细胞肺癌中EDDM3A的表达及临床意义。在癌症基因组图谱(TCGA)的数据库进行筛选,检测EDDM3A在非小细胞肺癌与癌旁正常肺组织中的表达水平。对我科肺癌组织标本进行EDDM3A蛋白免疫组化染色,分析EDDM3A表达水平与临床病理特征之间的关系。二、EDDM3A促进非小细胞肺癌的发生发展。分别选取人肺腺癌细胞A549和95D为目的细胞,使用慢病毒介导的shRNA干扰EDDM3A,通过实时定量PCR和免疫印迹试验来检测EDDM3A的表达水平。检测EDDM3A基因消减对细胞增殖、细胞凋亡和克隆形成能力的影响。三、EDDM3A下调MTA3促进非小细胞肺癌EMT和侵袭转移。为了进一步探索EDDM3A在NSCLC发生发展中的作用机制,我们通过下调及上调NSCLC细胞系中EDDM3A的表达水平来检测对细胞迁移的影响。通过Transwell迁移和Matrigel侵袭实验来证实EDDM3A在调节A549和H1299细胞的运动侵袭能力中的作用。分别在A549细胞中下调EDDM3A和在H1299细胞中上调EDDM3A,通过Western blot检测MTA3蛋白表达水平的变化。结果:一、在TCGA数据库中,选取肺腺癌作为关键词,筛选出有成对(癌和癌旁)RNA-seq数据且有病理信息的样本数共57个,从中筛选出目的基因:EDDM3A。EDDM3A在癌组织中的表达水平高于癌旁组织。选取我科肺癌组织标本行EDDM3A蛋白检测,结果相同,且EDDM3A蛋白表达水平与TNM分期密切相关,高表达的患者肿瘤恶性程度高,肿瘤体积更大,更易出现淋巴结转移和远处转移,临床分期更差。二、使用慢病毒介导的shRNA干扰肺癌细胞系中EDDM3A基因后,EDDM3A表达在mRNA水平和蛋白质水平的表达量均受到显著抑制,同时两种细胞的增殖速率受到显著抑制,凋亡显著增加,细胞克隆能力下降。三、为了进一步探索EDDM3A在NSCLC发生发展中的作用,我们通过下调EDDM3A表达可以抑制A549细胞系的迁移能力。相反,上调EDDM3A表达可以促进H1299细胞迁移。显微形态观察发现,下调EDDM3A表达可诱导具有间质细胞形态的H446细胞向上皮细胞形态转变,而过表达EDDM3A则诱导SPC-A1细胞由上皮细胞形状向间质细胞形状转变。此外,Western blot实验发现,在A549细胞中下调EDDM3A能够显著增强MTA3蛋白的表达;相反,在H1299细胞中上调EDDM3A能够显著抑制MTA3蛋白的表达。结论:一、EDDM3A在非小细胞肺癌中高表达,且表达升高与肺癌细胞分化差、分期更晚相关。因此提示EDDM3A分子可以作为在肺癌中判断分期和转移的一个指标。二、下调肺癌细胞系中EDDM3A的表达水平,可以显著抑制细胞的增殖,促进凋亡。说明EDDM3A在NSCLC的发生发展中起到重要作用。三、上调肺癌细胞系中EDDM3A的表达可以促进细胞侵袭、迁移和EMT发生,而下调EDDM3A表达可以抑制上述细胞功能。EDDM3A促非小细胞肺癌发生发展和EMT发生,是通过抑制MTA3,进而激活Snail来实现的。这些结果为NSCLC的转移机制提供新的理论,从而为NSCLC临床诊治提供新的干预途径。