小细胞肺癌代表了肺癌中最恶性的癌症类型,临床中小细胞肺癌在所有肺癌中占比约百分之十五。近四十年内临床中对小细胞肺癌病人的治疗方案主要为联合化疗或者放疗,绝大多数的病人起初对联合化疗很敏感,但遗憾的是几乎所有的病人都会在一年内产生肿瘤复发,导致其五年生存率不足7%。尽管目前的免疫疗法联合化疗已被批准用于小细胞肺癌的临床一线治疗,但仍需更多的靶向治疗方案来满足更多的病人以提高其临床预后。MYC家族癌基因以及DNA损伤修复蛋白PARP1在小细胞肺癌的发生发展过程中有着重要的作用,PARP1在小细胞肺癌中已经被检测出呈现高表达,MMYC家族基因在部分小细胞肺癌细胞系以及病人组织中均有扩增或者高表达的现象,但是PARP1与MYC家族基因的表达关系在小细胞肺癌中尚未知。本文将研究小细胞肺癌中PARP1与MYC家族基因的表达关系,并在此基础上找寻小细胞肺癌治疗的可靠性靶点,进一步为临床治疗MYC家族基因扩增型的小细胞肺癌提供有效的靶向治疗方案及其治疗分子机制的探讨。具体方法如下:(一)数据分析:整合小细胞肺癌细胞系,小细胞肺癌病人肿瘤组织以及小细胞肺癌遗传基因工程鼠肿瘤组织的RNA测序数据库来分析MYC家族基因与PARP1以及DNA damage response(DDR)信号通路在小细胞肺癌中的表达相关性。(二)体外实验:选择带有MYC家族基因扩增的六种小细胞肺癌细胞系以及两株MYC家族基因不扩增的细胞系进行一系列生物化学和分子生物学实验。(三)体内实验:荷瘤动物模型的建立:皮下注射106数量级的MYC扩增型以及非扩增型的小细胞肺癌细胞于4-5周龄大小的裸鼠皮下,等待小鼠正常生长至肿瘤体积约100mm3左右,小鼠被随机分成四组,每组六只进行给药。人源化肿瘤小鼠模型的建立(PDX,Patient Derived Xenografts),将新鲜的手术切除的肿瘤组织种植到NOD/SCID小鼠皮下,等待肿瘤体积长至一定大小后取下肿瘤组织进行活体组织体外培养实验(ex vivo)。首先将取下的肿瘤组织切至同样厚度及大小后进行分组,每组3-4片组织放于培养皿中(培养皿底部预先铺上明胶海绵),等待组织正常生长24小时后加入药物继续培养48小时,药物处理结束后进行组织脱水包埋并进行病理分析,其中包括药物对增殖、凋亡蛋白以及同源重组修复关键蛋白表达的影响分析。具体结果如下:(1)PARP1基因高表达的小细胞肺癌病人具有较高的总生存率(OS)以及无进展生存率(PFS)。(2)MFC家族基因的表达与PARP1基因以及DNA损伤修复通路下相关基因的表达具有高度的正相关性。(3)MYC家族基因转录调控DNA损伤修复蛋基因PARP1与RAD51的表达。(4)联合PA:RP抑制剂以及BET抑制剂可以协同抑制MYC家族基因扩增型小细胞肺癌细胞的增殖以及抑制MYC家族基因依赖的小细胞肺癌动物模型肿瘤的生长,但对MYC家族基因不依赖的细胞系以及动物模型没有明显的治疗作用。(5)BET抑制剂导致小细胞肺癌细胞的复制压力应答能力、同源重组修复能力以及非同源性粘性末端修复能力降低,进而使小细胞肺癌细胞对PARP抑制剂BMN673更加敏感。结论如下:(1)PARP1表达可以作为预测小细胞肺癌生存的一个潜在标志物。(2)MYC家族基因转录调控小细胞肺癌细胞中PARP1以及DNA损伤修复基因RAD51的表达。(3)MYC家族基因扩增或者过表达的小细胞肺癌高度依赖DNA损伤修复通路来维持其生存。(4)靶向BET蛋白与PARP蛋白可以有效的治疗MYC家族基因扩增或者过表达的小细胞肺癌,为临床治疗MYC家族基因扩增或者过表达的小细胞肺癌患者提供了靶向治疗方案建议。(5)MYC家族蛋白的表达水平决定着联合用药方案的治疗效果。