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肺癌是世界上发病率和致死率最高的恶性肿瘤之一。其主要致病原因是吸烟、遗传、职业因素以及辐射等。目前临床治疗肺癌的主要方法有手术治疗、放射治疗、化学治疗以及免疫治疗等。近年来这些技术在延长病人生存期、减少病人痛苦、提高病人生存质量方面做出巨大贡献,但是这些治疗手段往往也存在一定的局限性。中医药为中国人民健康服务已有几千年的历史。研究发现多种中药复方具有显著的抗肿瘤作用,临床上已经为肿瘤患者减轻痛苦和提高生存质量做出贡献。中药金复康是我国著名中医肿瘤学家刘佳湘教授研发的,具有治疗非小细胞肺癌功效的中药复方制剂。虽然金复康的临床疗效已经得到认可,但是其治疗肺癌的分子机理仍需进一步探讨。本文首先应用LC-MS建立中药金复康提取物的液相指纹图谱和质谱指纹图谱、DAPI染色观察细胞核形态、PI染色和流式细胞仪观察细胞凋亡和TUNEL实验观察DNA损伤。其次,应用高通量组学技术(ChIP-seq技术和RNA-seq技术)检测金复康处理后的A549细胞,运用生物信息学技术分析响应基因。最后,我们应用ChIP-qPCR和RT-qPCR验证响应基因的甲基化修饰状态和基因表达水平、Western Blot验证蛋白质表达水平和RNAi验证响应基因的生物学功能。通过本文研究我们发现金复康诱导的肺癌细胞表观遗传修饰改变是参与其抗肿瘤活性的。首先,我们用ChIP-seq技术分析全基因组H3K4Me3表观修饰状态的变化。经过分析发现,总共有11670个基因转录起始区域(TSS)的H3K4Me3修饰状态发生变化(P<0.05)。基因聚类分析(GO)表明:这些基因很多都参与肿瘤调控相关的信号通路。如:肿瘤信号通路、基底细胞癌、诱导程序性细胞死亡、调节转录、细胞内信号转导和调节多肽活性。尤其是我们发现在金复康处理48 h后,在肺癌细胞系A549、NCI-H1975、NCI-H1650和NCI-H2228细胞中,SUSD2、CCND2、BCL2A1和TMEM158的TSS区域H3K4Me3修饰水平都发生明显上调或下调,且这种变化与它们的基因表达水平呈正相关。再者,我们发现金复康与顺铂联用时诱导的肺癌细胞促凋亡效应是通过协同激活AIFM2介导的。转录组学分析揭示金复康和顺铂协同诱导A549细胞凋亡的作用机制主要归因于凋亡信号通路和MAPK信号通路被明显扰动。生物信息学分析表明在联合使用金复康和顺铂诱导的A549细胞促凋亡过程中,AIFM2,APOL1,PTPN6,CASP1,JUN,JUNB,MYC和TCF7L2可能扮演重要角色。鉴于此,实验进一步证实在肺癌细胞系A549、NCI-H1975、NCI-H1650和NCI-H2228细胞中,协同激活AIFM2有可能介导金复康联合顺铂诱导的肺癌细胞凋亡。AIFM2 knockdown实验证实金复康和顺铂联用时可显著激活A549细胞AIFM2 mRNA和蛋白质表达,且AIFM2的表达水平与凋亡程度呈正相关。因此,协同激活AIFM2确实是介导金复康联合顺铂诱导肺癌细胞促凋亡效应的重要因素。综上所述,本论文应用ChIP-seq技术建立肺癌细胞A549在金复康干预后H3K4Me3修饰的变化谱,首次为金复康抗肺癌活性的表观遗传机理提供证据。此外,本论文还利用RNA-seq技术建立金复康联合顺铂诱导的A549细胞转录组变化谱,首次系统地证实在肺癌细胞中金复康和顺铂协同激活AIFM2可促进凋亡产生。总之,本论文的研究成果为临床应用金复康治疗肺癌和联合金复康和顺铂治疗肺癌提供理论依据。