【研究背景】肺癌,又称原发性支气管肺癌,是发病率和死亡率最高的的恶性肿瘤之一。发病率在中国呈上升和年轻化趋势,其死亡率居各类肿瘤的第一位。按照病理分型为小细胞肺癌和非小细胞肺癌,其中小细胞肺癌占肺癌总数的25%,非小细胞肺癌占肺癌总数的75%,非小细胞肺癌又可分为鳞癌、腺癌、大细胞癌、腺鳞癌等类型。小细胞肺癌是一种生长迅速、早期即有淋巴结及远处转移的侵袭性疾病,对放化疗敏感,约三分之一的小细胞肺癌为局限期,化放疗可获得80%左右的客观响应率,三分之二表现为扩展期,预后很差,中位生存期为10个月。非小细胞肺癌的标准治疗包括手术、放疗、化疗等综合治疗,系统性治疗是非小细胞肺癌的多模态疗法的一个基本元素。但绝大多数非小细胞肺癌就诊时表现为局部晚期且治愈率低,由于肺癌早期没有明显的症状,难以觉察,就医时肺癌细胞已向其他器官发生转移,发展成为难以医治的恶性肿瘤。肺癌死亡率高的主要原因就是肿瘤细胞的浸润和转移,而这一过程是由不同阶段、不同的多个基因参与和调控的,包括了一系列病理生理反应过程。因此,研究肺癌的病因、发病机制具有重要的临床意义。中性粒细胞明胶酶相关蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)是lipocalin家族的一员。NGAL可以在许多类型的疾病中都呈现异常表达,在癌症中研究较多的是NGAL能与基质金属蛋白酶形成复合物而起作用。近年来越来越多的研究表明,一些转移能力较强的肿瘤细胞中,NGAL蛋白表达升高,参与了癌细胞的增殖、侵袭、浸润,且与癌症的分化有关,对于NGAL在肺癌中所扮演的角色及其可能的的调控机制至今研究地并不完全清楚。因此,我们在肺癌组织上检测其表达情况,明确其表达与肺癌的关系,在此基础上进一步在人肺腺癌细胞系A549中深入研究了NGAL基因功能及可能的表达调控机制,这对于阐明NGAL基因在肿瘤中的表达作用及调控机制有一定价值。通过以上研究可能有助于明确NGAL是否是肺癌浸润和转移的一个重要参考指标以及其是否可能成为肺癌治疗潜在的靶点。【研究目的】本研究主要观察NGAL在临床肺癌组织及其癌旁组织中的表达情况,分析NGAL是否在癌组织表达有所变化。同时通过体外细胞Si RNA干扰实验,观察沉默NGAL基因对肺癌细胞增殖、迁移及侵袭能力的影响,对肺癌细胞上皮间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)形态转换及对MMP-2和MMP-9蛋白表达的影响。【研究方法】应用免疫组织化学检测临床标本肺癌及癌旁组织中NGAL的表达情况。通过RNAi技术干扰NGAL后,运用定量PCR、Western-blot技术,观察干扰NGAL基因效率。干扰NGAL后,MTT检测细胞增殖、Transwell实验及细胞划痕实验检测细胞迁移和侵袭能力,用Western blot及免疫荧光技术检测EMT相关的蛋白E-Cadherin及Vimentin的表达情况。用Western blot方法检测干扰NGAL后MMP-2和MMP-9蛋白的表达变化。【结果】对临床标本组织化学检测结果发现NGAL在癌旁中表达率为13.3%(4/30),而在肺癌组织中NGAL的阳性信号主要定位于胞质,其阳性表达率为76.32%(58/76),显著高于癌旁组织中NGAL的表达水平(P<0.01)。在肺癌细胞上,NGAL-si RNA转染组,癌细胞中NGAL基因及蛋白水平表达都受到明显的抑制。NGAL-si RNA转染组细胞增殖能力24、48小时细胞存活率为64.92%、56.58%;抑制率分别为35.08%、43.42%,与对照组比较有显著差异。迁移、侵袭能力比对照组都有显著降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。干扰NGAL,E-cadherin的表达显著升高,Vimentin的表达水平降低。干扰NGAL,MMP-2和MMP-9蛋白表达水平降低。【结论】NGAL在肺癌组织较癌旁组织高表达。干扰NGAL基因后,肺癌细胞的增殖、侵袭和迁移受到明显的抑制。干扰NGAL后,EMT的标志物Vimentin表达降低,E-Cadherin表达升高,NGAL对肺癌细胞的EMT转换过程中起着重要作用。另外沉默NGAL能够抑制MMP-2、MMP-9蛋白的表达,抑制肺癌细胞的侵袭。因此,NGAL可能是肺癌浸润和转移的一个重要参考指标,可为肺癌治疗提供潜在的靶点。