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目的研究非小细胞肺癌（NSCLC）患者癌组织和血浆TIMP-3、p16基因甲基化及其临床意义；用不同浓度的去甲基化药物叶酸（folic acid,FA）处理比较有代表性的人肺腺癌细胞A549，观察其增殖、分化、侵袭和转移等生物学行为，检测抑癌基因TIMP-3甲基化状态及其mRNA转录水平，为叶酸应用于肺癌的临床治疗提供依据。方法采用甲基化特异性聚合酶链反应（MSP）技术，检测110例NSCLC患者癌组织、癌旁组织和外周血血浆TIMP-3、p16基因的甲基化状态，并对110例正常对照组血浆样品进行同样检测，各组检测结果进行比较。分别用含FA终浓度为15、75、375、1875nmol/L的培养基处理人肺癌细胞株A549，MTT实验检测FA在不同浓度和作用时间对A549细胞增殖能力的影响；细胞粘附实验检测不同浓度的FA对A549细胞粘附能力的影响；平板细胞克隆形成实验检测不同浓度的叶酸对A549单细胞克隆形成能力的影响；细胞迁移抑制实验检测不同浓度的叶酸对A549细胞迁移能力的影响；RT-PCR和MSP方法检测不同浓度的FA对TIMP-3基因mRNA表达水平和启动子区甲基化水平的影响。结果NSCLC患者癌组织中TIMP-3、p16、联合检测的基因甲基化率分别为26.7%、44.2%、59.2%，分别高于癌旁组织的6.5%、11.7%、14.2%（P<0.01）；外周血血浆中TIMP-3、p16、联合检测基因甲基化率分别为13.3%、32.5%、40%，正常对照组血浆未检测到两种基因甲基化（P<0.01）；血浆中TIMP-3、p16和联合检测的基因甲基化检出率与NSCLC临床分期、临床分类以及病理类型均无统计学差异（P>0.05）。在15、75、375nmol/L浓度范围内，叶酸对肺癌A549细胞的一些生物学特征，如增殖活性、单细胞克隆能力、细胞粘附能力、迁移能力都有明显的抑制作用，且具有一定的剂量效应。而浓度升到1875nmol/L时，叶酸的抑制作用降低。在15、75、375nmol/L浓度范围内，叶酸能够使TIMP-3基因去甲基化，使其转录活性提高。结论对NSCLC患者癌组织和外周血浆TIMP-3、p16基因甲基化的检测为肺癌的筛查和鉴别诊断提供有价值的参考信息，并且联合检测可提高肺癌的检出率。启动子的异常甲基化是人肺癌细胞株A549中TIMP-3基因失活的可能原因，而叶酸能够逆转或部分逆转TIMP-3基因的甲基化状态，为叶酸应用于肺癌的临床治疗提供了依据。