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恶性黑色素瘤(Malignant Melanoma,MM)起源于黑色素细胞,是所有皮肤癌症中最具侵略性的一种,临床表现预后差、致死率高,尤其是发生Ⅳ期转移的黑素瘤患者5年生存率仅为16%,其中位生存时间仅为6-10个月。最近40年来,黑素瘤的发病率一直在不断攀升,与之前相比增长了15倍,因此有必要对黑素瘤发生、发展的分子机制进行深入研究,以期发现更多黑素瘤特异的分子靶标开展早期诊断和药物研发。基于本实验室前期工作构建的人黑素细胞和三种人黑素瘤细胞转录组数据库,我们筛选出一批与黑素瘤发生转移相关的基因,胰岛素样生长因子结合蛋白5(Insulin-like Growth Factor Binding Protein 5,IGFBP5)是其中差异表达最显著的基因之一。目前,尚未见IGFBP5基因在人类黑素瘤中功能研究的报道。本研究观察了IGFBP5在黑素瘤细胞和组织中的表达规律,结合体内外功能实验和RNA-seq转录组学分析,系统研究了该基因与肿瘤细胞生长和转移的关系,并进一步探讨其在黑素瘤发生和转移中发挥作用的分子机制。本研究在黑素瘤细胞A375和A2058中构建了IGFBP5基因过表达与基因敲低的稳定转染细胞系,利用这些细胞系进行了一系列体内外功能验证实验：包括CCK-8细胞增殖实验、克隆形成实验、细胞周期与细胞凋亡检测实验,细胞迁移和细胞侵袭实验、SCID/Beige小鼠移植瘤模型皮下成瘤和肺转移实验等,证实了IGFBP5过表达能够显著地抑制黑素瘤细胞的生长和转移。同时发现IGFBP5过表达后可以抑制上皮间充质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)的表型,又降低NANOG.SOX2、OCT4、KLF4等肿瘤干细胞相关的重要调控因子的表达。我们还对IGFBP5可能参与的一些信号通路进行了探讨,发现过表达IGFBP5是以IGFlR依赖的方式来抑制细胞外信号调节激酶(Extracellular Signal-Regulated Kinase,ERK)和p38-MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase, MAPK)激酶活性,并下调了低氧诱导因子1α(Hypoxia-Inducible Factorl α, HIF1α)的表达,进而抑制了HIF1α下游基因-血管内皮细胞生长因子A(Vascular Endothelial Growth Factor A,VEGFA)和基质金属蛋白酶9 (Matrix Metalloproteinases,MMP9)等表达。我们还通过对过表达和敲低IGFBP5的A375稳定细胞系进行了RNA-seq转录组学测序,分析发现IGF1通路和p38-MAPK通路均受到IGFBP5调控。同时,我们还发现1GFBP5能够影响其它信号通路发挥作用。综合以上结果,我们发现与黑素瘤转移相关的IGFBP5可能主要通过降低IGFIR依赖的ERK1/2激酶和p38-MAPK激酶活性来发挥作用,从而抑制了HIF1a的表达及其下游通路的靶蛋白一基质金属蛋白酶MMP9和血管内皮生长因子VEGF的表达,以此来调控黑素瘤细胞A375和A2058的生长和转移能力,最终起到了干预黑素瘤细胞生长和转移的肿瘤抑制因子的作用。