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近几十年来,肺癌的发病率及死亡率逐年增加,已成为严重威胁人们健康的重要疾病之一。肺癌可分为鳞癌、腺癌、腺鳞癌、小细胞癌以及大细胞癌等病理类型,其中,肺腺癌为最常见的病理类型。目前含铂类联合化疗是肺癌治疗的重要手段,但效果仍非常有限。研究发现,肺癌干细胞是导致肺癌耐药、复发和转移的重要原因之一。线粒体,是一个形态结构与分布不断动态变化的细胞器,线粒体内、外膜融合与分裂的精细调控,可能在能量代谢、线粒体DNA稳定性与完整性、细胞器结构完整的维持性以及侵袭与转移等方面起着重要作用,此外,近年来研究发现,线粒体融合可保护肿瘤细胞以免于凋亡。我们前期研究发现,与普通肺癌细胞相比,肺腺癌干细胞线粒体具有融合程度增加的现象,其在肿瘤细胞抗凋亡机制中有独特的作用,这可成为肿瘤治疗靶点。抑制肺腺癌干细胞线粒体融合,提高肺腺癌干细胞对顺铂化疗的敏感性,清除肺腺癌干细胞,对肺癌治疗具有重要临床意义。基于本课题前期研究,肺腺癌干细胞线粒体融合增强,并且增强其耐药性与抗凋亡特性,本研究旨在构建肽核酸-三苯磷复合物,靶向抑制线粒体融合,增强肺腺癌干细胞顺铂化疗敏感性,进而通过构建裸鼠荷瘤模型,肽核酸-三苯磷复合物联合顺铂治疗荷瘤小鼠,以进一步探究肽核酸-三苯磷复合物临床应用研究。目的:1.观察肽核酸-三苯磷复合物(PNA-TPP)干扰肺腺癌干细胞线粒体能量代谢的生物学特性,及线粒体融合相关蛋白的表达;2.构建荷瘤模型,探讨肽核酸-三苯磷复合物(PNA-TPP)靶向抑制肺腺癌干细胞线粒体融合,联合顺铂是否可提高荷瘤小鼠的化疗敏感性。方法:采用无血清培养基(serum-free medium,SFM)的方法将A549细胞诱导成具有干性的A549细胞球;固相肽合成法设计合成肽核酸-三苯磷复合物(PNA-TPP);激光共聚焦显微镜观察PNA-TPP转染后细胞线粒体的形态学变化,检测其转染A549细胞球及A549细胞后ATP含量的变化,Western Blot方法检测转染后干扰线粒体DNA(mt DNA)能量代谢相关蛋白(ATP6与ND6)表达情况,以及线粒体促融合相关蛋白MFN1、MFN2、OPA1和ATAD3A的表达情况;A549细胞与具有干性的A549细胞球分别在NOD-SCID小鼠皮下造模,PNA-TPP联合顺铂治疗荷瘤小鼠,观察肿瘤体积变化以及治疗效果,检测组织中ATP、活性氧(ROS)、胞浆细胞色素c以及肿瘤组织细胞凋亡情况,免疫组化技术(Immuno histochemistry,IHC)检测肿瘤组织促融合蛋白表达情况。结果:1、设计合成PNA-TPP复合物高压液相色谱分析示,14.44 min处可见一单峰,未见明显杂质峰;质谱分析示:复合物分子量为4398.7,符合设计要求。2、A549细胞在无血清培养基(SFM)诱导成A549细胞球;PNA-TPP转染于A549细胞及A549细胞球后,细胞ATP含量的明显下降(P<0.05),激光共聚焦观察线粒体分裂程度增加,PNA-TPP分布与线粒体一致,Western Blot法检测线粒体重链与轻链编码蛋白ATP6与ND6表达明显抑制(P<0.05),Western Blot法检测线粒体促融合相关蛋白MFN1、MFN2、OPA1和ATAD3A蛋白的表达均下降(P<0.05);3、A549细胞与A549细胞球构建荷瘤裸鼠模型,与生理盐水组与顺铂治疗组相比,PNA-TPP联合顺铂治疗荷瘤裸鼠后,肿瘤体积在第四周与第五周统计具有明显趋势(P<0.05),组织ATP含量降低(P<0.05),PNA-TPP在肿瘤组织中分布与线粒体一致;免疫组织化学检测肿瘤组织中线粒体能量代谢相关蛋白ATP6与ND6、线粒体促融合蛋白MFN1、MFN2、OPA1和ATAD3A表达减少(P<0.05);ROS水平增高(P<0.05),组织细胞胞浆色素c增加(P<0.05),TUNEL检测细胞凋亡数明显增加。结论:1.A549肺腺癌干细胞线粒体促融合蛋白表达较A549细胞增高,PNA-TPP抑制线粒体能量代谢,抑制线粒体融合蛋白表达。2.PNA-TPP抑制裸鼠肿瘤组织线粒体融合蛋白表达,联合可提高其对顺铂化疗的敏感性,促进细胞凋亡。