Plk1(Polo-like kinase 1)是一个从酵母到人类高度保守的真核生物丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族成员。大量研究已经证明,其主要参与细胞有丝分裂过程的调节和肿瘤的发生发展,并被公认是一个有良好应用前景的恶性肿瘤治疗新靶点。然而,关于Plk1与在鼻咽癌和喉癌中的作用及其靶位治疗价值,国内外仍鲜有报道。本论文主要采用RNA干扰技术首次对此进行相对系统的研究,结果分述汇总如下:(1)高效Plk1 siRNA序列的快速筛选:首先设计并合成了四组新的候选Plk1 siRNA序列,然后主要采用人喉癌Hep2细胞系和常用肿瘤细胞系HeLa,结合细胞表型检测和基因表达水平分析,对这些候选siRNA序列进行了筛选。细胞生长分裂表型观察结果表明,这四组Plk1 siRNA均能够有效抑制Hep2和HeLa细胞的生长分裂。流式细胞仪分析结果表明,在转染后72 h,与对照组相比,各Plk1 siRNA转染组均出现明显的有丝分裂期阻滞效应,大量细胞被阻滞于M期。同时,与对照组相比,在各Plk1 siRNA转染组中,位于sub-G1期的细胞比例显著升高,强烈提示Plk1 siRNA诱发细胞发生凋亡。RT-PCR分析结果表明,各组Plk1 siRNA均能有效抑制Plk1在mRNA水平上的表达。Western印迹分析结果表明,各组Plk1 siRNA均能有效抑制Plk1在蛋白质水平上的表达。综合上述结果,我们发现:Plk1-siRNA-607、Plk1-siRNA-838和Plk1-siRNA-484这三组序列的效果更强,不仅能显著抑制内源性Plk1的表达,而且也具有很强抑制肿瘤细胞生长、诱发大规模细胞凋亡的作用,可用于后续的以Plk1为靶点的抗肿瘤基因治疗药物研发。另外,我们也尝试了逆向筛选思路,即首先直接检测不同Plk1 siRNA候选序列对细胞生长表型的影响,最后再确证Plk1 siRNA对细胞内源性Plk1表达的抑制效应。结果表明,这种筛选策略和传统的筛选策略相比,具有简易、快速和高效的特点,也非常适用于对Plk1 siRNA和小分子抑制剂的大规模筛选。(2)Plk1 siRNA-607对鼻咽癌和喉癌细胞生长增殖的影响:本部分研究则在前一部分研究的基础上,使用筛选出的高效Plk1-siRNA-607序列,在转染后分别设置了24h和48h两个检测时间点,相对系统地研究其对人喉癌细胞系Hep2和人鼻咽癌细胞系HNE1生长、细胞周期和凋亡的影响,由此初步评价以Plk1为靶点开展头颈癌治疗的可行性和潜在应用价值。细胞生长分析结果表明:Plk1 siRNA-607能够通过有效的抑制Plk1表达而抑制人喉癌细胞系Hep2和人鼻咽癌细胞系HNE1的生长增殖和诱发细胞凋亡,且以在Hep2的生长增殖抑制效应要明显强于HNE1。流式细胞仪分析结果表明, Plk1 siRNA-607转染组的Hep2和HNE1细胞均出现明显的有丝分裂期阻滞效应,大量细胞被阻滞于有丝分裂期,磷酸化Histone H3表达水平均显著提高;且位于sub-G1期的细胞比例显著升高。Annexin V-FITC细胞凋亡分析结果表明,Plk1 siRNA-607转染组的Hep2和HNE1细胞均出现大量FITC+/PI―凋亡细胞,表明Plk1 siRNA-607可诱发Hep2和HNE1细胞发生细胞凋亡。这些研究结果表明,siRNA介导的Plk1表达沉默是一种有效的鼻咽癌和喉癌治疗策略,提示Plk1可做为一个新的分子靶点用于鼻咽癌和喉癌的治疗。(3)siRNA介导的Plk1表达沉默对COS7细胞生长增殖的影响:在本部分研究中,我们观察了siRNA介导的Plk1表达沉默对体外转化细胞系COS-7细胞生长增殖的影响,主要目的在于探讨Plk1作为分子靶点用于肿瘤治疗的普遍性。结果表明,Plk1表达被抑制后,细胞生长显著受到抑制,大致大规模的细胞凋亡,大量细胞进入sub-G1期。该结果和前述第一部分和第二部分中使用HeLa、Hep2和HNE1等肿瘤细胞系获得的研究结果类似,说明Plk1可作为分子靶点用于多种肿瘤的治疗。综上,本论文对于Plk1在鼻咽癌和喉癌中的作用及其靶向治疗价值进行了相对系统的初步研究,为进一步研究和开发以Plk1为靶点的抗肿瘤治疗药物尤其是鼻咽癌和喉癌的抗肿瘤治疗药物奠定了坚实的基础,具有积极的理论和现实意义。