研究背景:肺癌（lung cancer）是最常见的恶性肿瘤之一,鳞癌、腺癌等非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）占肺恶性肿瘤总病例数近85%。近年来随着抗血管生成、靶向和免疫等治疗在肺癌上的治疗方面逐渐取得的进展,肺癌的预后有了显著的改善。但对于晚期肺癌,尤其无驱动基因突变患者,放、化疗仍是主要治疗手段,死亡率仍居高不下,仍需要不断寻求更有效的、新的治疗手段,在原有治疗的基础上增加一些有效辅助治疗,使肺癌的预后得到改善,提升患者生活质量和总生存期,是近年来研究肿瘤的热点。有研究发现,肿瘤缺氧微环境,是促使肿瘤的发生和转移、恶性程度增高转化的始发因素,并可导致肿瘤细胞对化、放疗产生耐受,疗效下降。通过改善肿瘤组织中氧含量来改变肿瘤的缺氧状况,去除或逆转肿瘤组织适应损害的防御功能,以及诱导产生氧化应激,引起肿瘤组织破坏,来达到治疗肿瘤,从而提供了一种新的治疗思路。而改善肿瘤细胞氧合的一种有效方法就是给予高压氧治疗。高压氧疗法（hyperbaric oxygen therapy,HBOT）是指高压下间断使用100%的氧气,促进溶解血浆中氧的含量升高,从而增加O2向组织的输送,用于治疗缺氧性疾病,如吸入一氧化碳中毒、放射损伤、非愈合性创伤、缺血性疾病、静脉或动脉溃疡、烧伤、压疮等。近年来,关于HBOT和癌症的研究焦点都集中在增强肿瘤组织氧含量是否促进癌症细胞生长,从而加速肿瘤进展的问题上。有学者研究发现,高压氧提高氧合改变肿瘤细胞所处的缺氧状态或抑制HIF-1α水平和活性从而降低肿瘤细胞对低氧的适应性应答和对药物治疗的抵抗,提高肿瘤细胞对放、化疗的敏感性,可能是一种强有效的抗肿瘤策略。本课题采取氯化钴（CoCl2）诱导肺腺癌A549细胞产生缺氧,同时给予高压氧治疗,检测在缺氧微环境下肿瘤细胞生长、代谢、转移、侵袭等生物学行为的变化以及高压氧治疗对其影响,明确高压氧在肿瘤辅助治疗中应用的可能性并探讨其分子机制。研究结果将为高压氧治疗可否通过改善肿瘤缺氧微环境发挥抗肿瘤作用、可否作为肿瘤综合治疗的辅助治疗方式提供可靠的理论依据,为临床肿瘤患者治疗开拓新的治疗模式。目的:探讨高压氧干预对CoCl2诱导的缺氧状态下肺腺癌A549细胞的增殖、分化、凋亡、迁移和侵袭能力的影响,并研究其作用机制。方法:采用MTT和CCK-8方法分别检测CoCl2对肺腺癌细胞A549活力和增殖的影响,并检测HIF-1α表达情况,筛选能有效诱导低氧并且不对细胞产生毒性的合适的CoCl2浓度。采用筛选的合适浓度的CoCl2诱导肺腺癌细胞A549发生化学性低氧,并给予高压氧处理。乳酸脱氢酶活性测定、细胞划痕实验、Transwell侵袭实验、Hoechst染色等方法分别检测细胞分化水平、细胞迁移能力、细胞侵袭能力、细胞附着和分离能力以及凋亡水平等。Western-blot检测MLCK、MMP-9、Bcl-2/Bax、EMT标记物E-cad和N-cad、GRP78和CHOP、p53蛋白等与迁移、侵袭和凋亡相关的蛋白的表达变化,以初步探讨高压氧作用的分子机制;同时检测磷酸化ERK、JNK和p38的水平,明确高压氧是否通过影响MAPK信号通路活性而发挥上述作用。结果:与对照组相比,100μM和200μM CoCl2均可明显上调HIF-1α的表达而诱导细胞低氧状态,而100μM浓度对细胞增殖和细胞活力无明显抑制,对细胞不产生毒性,所以选择100μM的CoCl2浓度用于诱导细胞低氧。CoCl2处理的细胞LDH活性明显上升,提示细胞分化水平下降,HBO联合CoCl2治疗的细胞中LDH活性明显低于单独CoCl2处理组。CoCl2处理使肺腺癌A549细胞迁移、侵袭能力增强、细胞脱离和附着率增加、凋亡细胞减少,高压氧联合作用抑制化学低氧所致的迁移、侵袭能力增强、细胞脱离和附着率增加以及凋亡抑制。CoCl2处理的A549细胞中,E-cad显著下降,N-cad蛋白水平升高,E-cad/N-cad比例明显下降,MLCK和MMP-9表达增加,高压氧治疗逆转CoCl2引起的E-cad/N-cad比例下降以及升高的MLCK和MMP-9水平;CoCl2可降低A549细胞中Bax和p53水平而提高Bcl-2、GRP78和CHOP表达水平,Bcl-2/Bax比值显著升高,高压氧治疗显著降低CoCl2处理所致的Bcl-2/Bax比值升高以及GRP78和CHOP表达水平,上调CoCl2处理的细胞中p53表达水平;同时,CoCl2处理的细胞中p ERK和pp38水平明显升高,pJNK水平明显降低,高压氧处理可逆转CoCl2处理引起的p ERK和pp38水平升高和pJNK水平降低。结论:CoCl2诱导的化学缺氧环境下的肺腺癌A549细胞分化程度降低、迁移和侵袭能力增加、脱离和附着能力增强、凋亡细胞比例下降,恶性程度增高。高压氧治疗（HBOT）部分抑制或完全逆转化学缺氧所致的上述恶性表型。机制探讨发现,高压氧可能通过调节MAPK信号通路活性而调节MMP-9、MCLK、上皮间充质转化蛋白E-cad和N-cad、Bcl-2、Bax、GRP78、CHOP、p53等迁移、侵袭、粘附、凋亡等相关蛋白的表达发挥作用,采用高压氧干预治疗可以抑制或逆转肿瘤缺氧微环境所致的肿瘤细胞恶性程度增加,可作为一种潜在辅助肿瘤辅助治疗手段。