甲状腺癌是最常见的内分泌恶性肿瘤,其发病率在全球范围内呈逐年上升趋势。甲状腺激素、放射性碘疗法及手术可治愈大多数甲状腺癌病例,但以上方法对治疗未分化型甲状腺癌（ATC）无效,肿瘤干细胞（CSC）可能是ATC治疗失败的重要因素。Sonic Hedgehog（Shh）信号通路及其下游的转录因子Glil在肿瘤发生发展过程中发挥重要作用。前期实验发现,Shh信号通路促进甲状腺癌细胞的生长增殖和侵袭转移,促进甲状腺肿瘤干细胞的自我更新,并能调控甲状腺癌干细胞的关联基因BMI、SOX2、OCT4和Nanog的表达。雷公藤内酯醇（TP）是雷公藤的主要活性成分,最早于1972年从一种多年生藤状中草药雷公藤中提取,以其抗风湿、免疫调节和抗肿瘤功能而著称。雷公藤内酯醇可以抑制甲状腺癌细胞等多种癌细胞生长,但其是否抑制干细胞自我更新以及是否通过Shh信号发挥作用仍没有研究报道。主要研究内容和研究结果如下:一、雷公藤内酯醇对未分化型甲状腺癌细胞生物学特性的影响SW1736和KAT-18细胞为未分化型甲状腺癌细胞系。发现雷公藤内酯醇显著抑制细胞增殖,其48 h的半数抑制浓度（IC50）分别为14.8 nM和50.9 nM。雷公藤内酯醇诱导ATC细胞发生凋亡并呈剂量和时间依赖性激活caspase-3（C3）,caspase-8（C8）和PARP蛋白。此外,雷公藤内酯醇处理后的ATC细胞无法完成DNA复制,细胞周期阻滞,不能进入G2期,从而抑制ATC细胞增殖。二、雷公藤内酯醇抑制ATC中干细胞自我更新及机制进一步研究了 TP是否影响ATC肿瘤干细胞自我更新。ALDEFLUOR染色后用流式细胞术分析,发现经TP处理的两株细胞中ALDH阳性的干细胞数量显著下降。肿瘤细胞的成球实验是衡量肿瘤细胞干性的金标准,Thyrosphere实验结果显示TP抑制干细胞成球能力,细胞微球数量和大小明显降低。另外TP呈剂量和时间依赖性地抑制ATC肿瘤干细胞中Shh信号通路的转录因子Gli1、甲状腺癌干细胞关联基因BMI1、SOX2、OCT4和Nanog等蛋白表达。为了分析TP对两细胞株中CSC自我更新抑制作用的机制,采用qRT-PCR方法,结果发现Gli1和BMI1的mRNA水平降低,但是SOX2 mRNA水平并未下降,提示SOX2蛋白水平的下调可能发生在转录后水平。随后,在使用放线菌酮（CHX）抑制新蛋白合成的情况下,雷公藤内酯醇仍能下调Gli1、BMI1和SOX2蛋白水平。当使用蛋白酶体抑制剂MG132与雷公藤内酯醇共同处理ATC细胞株时,Gli1、BMI1和SOX2蛋白水平不再下降。这些结果提示雷公藤内酯醇通过降低蛋白稳定性下调Gli1、BMI1和SOX2蛋白。三、雷公藤内酯醇在体内抑制未分化型甲状腺癌生长及干细胞自我更新体内试验以免疫缺陷的BALB/c裸鼠和NPG小鼠为模型,结果显示,TP显著抑制未分化型甲状腺癌生长、瘤体中ALDH 阳性细胞数量以及Gli1、BMI1、SOX2、Nanog和OCT4的蛋白水平。综上所述,雷公藤内酯醇抑制未分化型甲状腺癌细胞生长并阻滞细胞周期,诱导ATC细胞凋亡,通过抑制Shh信号通路及其下游SOX2、BMI1、Nanog和OCT4转录因子的表达抑制ATC干细胞的自我更新。TP在转录水平抑制Gli1和BMI1,在翻译后水平破坏蛋白稳定性,降解Gli1、BMI1和SOX2。本研究阐明了雷公藤内酯醇调控甲状腺肿瘤干细胞自我更新的分子机制,并明确了该通路在甲状腺癌靶向治疗中的作用。该研究为ATC治疗提供了新的思路。