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肺癌作为常见的癌症类型之一,是世界上死亡率最高的恶性肿瘤,严重威胁着人类的健康。肺癌的发生及其发展是多种因素共同作用的结果,主要包括环境因素、生活方式和遗传易感性等。目前研究肺癌发病机制的方法之一是全基因组关联研究（genome-wide association study,GWAS）。前期GWAS发现三个单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism,SNP）位点rs9390123,rs2853677和rs1926203是肺癌的遗传标记。由于GWAS通过微阵列进行基因分型的SNP数量有限,因此可能不是上述这三个标签SNP,而是分别与它们连锁不平衡（linkage disequilibrium,LD）的其他SNP,导致疾病的发生。此外,GWAS也无法阐明致病位点的分子机制。DNA修复能力（DNA Repair Capacity,DRC）是指机体细胞对基因组DNA受到损伤后产生修复的一种能力。吸烟和空气污染都能导致人吸入多种致癌物,特别是苯并芘,这可能会导致DNA损伤进而引起肿瘤发作。因此,较低的DRC与肺癌易感性有关。研究显示,不同个体之间的DRC具有显著差异,且与人类基因组的遗传变异相关。rs9390123位于染色体6q24.2的非编码区域内。一项GWAS研究表明,遗传标记rs9390123与肺癌的DRC显著相关。对千人基因组项目数据的分析表明,在高加索人群中存在另一个SNP位点rs9399451,与rs9390123强连锁,提示该SNP也可能与DRC相关。然而,其中的分子机制尚不清楚。在本研究中,双荧光素酶报告基因检测结果表明这两个SNP在肺细胞中都有改变增强子活力的功能。通过染色体构象捕获,观察到这两个功能SNP所在的增强子与PEX3（peroxisomal biogenesis factor 3）和PHACTR2-AS1（PHACTR2 antisense RNA 1）的启动子结合。凝胶阻滞实验结果表明,rs9390123和rs9399451不同等位基因结合核蛋白的能力有差异。通过染色质免疫共沉淀,鉴定出转录因子POU2F1（POU class 2 homeobox 1）与这两个SNP周围片段结合,并研究了它们之间的相互作用。通过亚细胞分离实验分析表明PHACTR2-AS1主要位于细胞核内。敲减该基因可显著影响肺细胞增殖、克隆形成、迁移和创面愈合,证实PHACTR2-AS1是一种新的肺癌致癌基因。本研究确定了rs9390123和rs9399451对DRC的影响机制。rs2853677位于染色体5p15.33的TERT（telomerase reverse transcriptase）基因内含子区域内,多项GWAS证实该位点与端粒长度和肺癌风险显著相关。然而,功能基因组学研究表明rs2853677不具有改变基因表达的能力。基于以上事实可以推测,存在与rs2853677连锁的其他遗传变异并影响TERT的表达。本研究对千人基因组计划数据的分析表明,在东亚群体中,rs2736099与标签SNP rs2853677强连锁。双荧光素酶报告基因检测结果表明,rs2736099的A等位基因增强子活力比G等位基因低～36.1%(P＜10-4),表明其可调控基因表达。通过染色体构象捕获分析,发现功能性SNP rs2736099所在的增强子可以与TERT的启动子相互作用。凝胶阻滞实验结果表明,rs2736099不同等位基因结合核蛋白的能力有差异。染色质免疫共沉淀结果表明,转录因子SP1（Sp1 transcription factor）与rs2736099位点所在的增强子区域结合。过表达SP1可提高rs2736099所在增强子的活力。本研究结果补充了该段基因组区域内遗传变异与肺癌发生风险之间的缺失部分,并揭示了其中的分子机制。rs1926203位于染色体10q23.31的非编码区域内,一项GWAS研究表明rs1926203是肺癌发生的风险标记。通过分析世界上三个具有代表性群体的千人基因组计划数据,发现rs4522080与rs1926203在欧洲和东亚群体中强连锁。双荧光素酶报告基因检测表明rs4522080不能改变肺细胞增强子活性。而rs1926203的A等位基因的增强子活性比C高～34.2%（P=0.00038）,提示rs1926203是肺癌的致病SNP。染色体构象捕获实验表明,rs1926203所在的增强子调控靶点为ACTA2-AS1（ACTA2 antisense RNA 1）,该lncRNA（long non-coding RNA）可参与肺和其他组织癌变的发生。表达数量性状位点分析表明ACTA2-AS1的表达显著依赖于rs1926203基因型（Pearson’s r=0.262,P=0.032）。凝胶阻滞实验结果表明,rs1926203不同等位基因结合核蛋白的能力有差异。此外,转录因子PAX5（paired box 5）与rs1926203所在的增强子区域结合。本研究阐明了rs1926203与肺癌相关的分子机制。上述的工作确认了真实的致病位点,并对相关基因的表达调控进行了研究,阐明了遗传标记rs9390123、rs2853677和rs1926203与肺癌相关的分子机制,加深了对肺癌的遗传机制的了解,这对其预防、筛查、诊断和治疗也具有一定的意义。