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癌症是当今社会第二大致死性疾病,严重威胁着人们的生命和健康。据最新的报道表明,肺癌在男性和女性的发病率都占癌症的第二位,而死亡率更是高居第一。根据肺癌的组织学类型分类,肺癌可以分为:小细胞肺癌和非小细胞肺癌。其中,手术切除是目前非小细胞肺癌的主要治疗手段,但即使被完整切除,患者仍有很大的几率出现非小细胞肺癌新发肿瘤,因此从分子水平深入研究肺癌发生发展的分子机理,寻找合适的早期诊断和治疗靶点,也是目前研究的攻关重点。唾液酸(sialic acid,SA)属于一种带负电荷的九碳单糖家族,广泛分布于真核生物细胞糖复合物的最外层,它又可以分为两种亚型结构即Nec5Ac和Nec5Gc。根据唾液酸的连接方式可将唾液酸分为a2,3-SA、a2,6-SA及a2,8-SA三大类,唾液酸由唾液酸转移酶催化合成,唾液酸转移酶根据唾液酸的连接方式可以分为四个家族,即ST6Gal家族(a2–6连接)、ST3Gal家族(a2–3连接)、ST6GalNAc家族(a2–6连接)和ST8Sia家族(a2–8连接)。其中,ST6Gal-Ⅰ能够催化唾液酸通过α2,6-连接方式转移到糖链末端的半乳糖残基上。据已有的研究表明,人体大部分组织都表达ST6Gal-Ⅰ,然而,组织之间的表达水平差异很大,并且在许多肿瘤的发生发展过程中常伴随着ST6Gal-Ⅰ表达水平的改变。如,Jung YR et al指出,下调ST6Gal-Ⅰ的表达能够通过抑制KAI1活性提高直肠癌细胞的转移能力,本实验室前期研究表明,ST6Gal-Ⅰ能够促进肝癌细胞和前列腺癌细胞的肿瘤进展,可以作为肝癌细胞和前列腺癌细胞的预后靶标。然而,ST6Gal-Ⅰ在肺癌中的作用及机制研究尚少。因此,本课题主要研究ST6Gal-Ⅰ在肺癌细胞生长、增殖、迁移、侵袭以及化疗药物敏感性中的作用及分子机制。目的:分析ST6Gal-Ⅰ在肺癌组织表达水平及临床意义;研究ST6Gal-Ⅰ表达改变对肺癌细胞生长、迁移和侵袭的影响及机制;探讨ST6Gal-Ⅰ在肺癌对化疗药物敏感性的作用及机制研究。方法:利用免疫组化、Western-blot等方法分析ST6Gal-Ⅰ在肺癌组织表达水平及临床意义;利用Real-time PCR和Western-blot等方法检测ST6Gal-Ⅰ在人正常肺细胞(HBE、HLF)和肺癌细胞(A549、H1299)中的表达差异;使用ST6Gal-Ⅰ-shRNA转染肺癌细胞下调ST6Gal-Ⅰ在肺癌细胞A549与H1299中的表达;利用体外实验如CCK8、细胞平板克隆、划痕和Transwell以及体内裸鼠成瘤实验等来分析ST6Gal-Ⅰ下调对肺癌细胞恶性表型的影响,并用Western-blot分析其分子机制;利用CCK8、流式、DAPI和Western-blot等方法分析下调ST6Gal-Ⅰ对肺癌细胞药物敏感性的影响及其分子机制。结果:ST6Gal-Ⅰ在肺癌组织中的表达明显高于正常肺组织;ST6Gal-Ⅰ在肺癌细胞(A549、H1299)中的表达明显高于正常肺细胞(HBE、HLF);下调ST6Gal-Ⅰ的肺癌细胞株A549和H1299,其增殖、迁移及侵袭能力明显降低;肺癌细胞株A549和H1299 ST6Gal-Ⅰ表达下调引起Notch1/MMPs信号通路蛋白表达的明显降低;体内实验结果显示,下调ST6Gal-Ⅰ肺癌细胞株A549其在小鼠体内生长的肿瘤体积和质量都较小,并且其Notch1/MMPs信号通路蛋白的表达也明显低于对照组;下调ST6Gal-Ⅰ肺癌细胞系A549和H1299的药物敏感性明显增强并伴随着凋亡通路蛋白P-Raf1、P-JNK、P-c-Jun和cleaved-caspase-3表达的升高。结论:ST6Gal-Ⅰ在肺癌的发生发展中起到促癌作用;ST6Gal-Ⅰ可通过Notch1/MMPs信号通路调节肺癌细胞的生长、迁移和侵袭;下调ST6Gal-Ⅰ表达可能通过JNK/caspase信号通路促进培美曲赛对肺癌细胞的敏感性,该研究可能为肺癌的临床诊断和治疗带来新的靶点。