叉头框E1(Forkhead Box E1, FOXE1)是叉头框家族中的员。叉头框家族属于转录因子中的个大家族，该家族中许多基因具有重要的生物学功能，包括调控胚胎发育、细胞增殖和分化以及肿瘤形成。其表达失调后具有致癌和抑癌的双重功能，在肿瘤的发展、侵袭和转移过程中发挥重要作用。FOXE1基因是特异性的甲状腺转录因子之，在甲状腺生长发育、甲状腺滤泡细胞的增殖与分化中发挥重要的作用。近年来，FOXE1在肿瘤发病过程中的作用开始受到重视，有研究表明FOXEl基因与某些肿瘤的发生过程有关，如胰腺癌，皮肤鳞状细胞癌和甲状腺肿瘤。2009年，通过全基因组关联研究（genome-wide association study，GWAS）方法在欧洲人群中筛查发现，FOXE1基因是甲状腺乳头状癌（Papillarythyroid carcinoma，PTC）的遗传风险基因。上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transitions，EMT)是指上皮类型的细胞在定的生理和病理条件下失去上皮特性，转化为间质类型细胞的过程。EMT在胚胎发育和组织器官分化以及伤口愈合、组织再生和器官纤维化等生理和病理过程中有着重要作用。近年来研究认为EMT也是导致恶性肿瘤发生侵袭转移的重要分子机制，是肿瘤穿越基底膜进入相邻组织和发生远处转移的必要条件。有研究表明EMT在侵袭性PTC中可能是常见现象，在甲状腺癌从分化型向未分化型的转变过程中也可能起作用。本论文是以甲状腺癌细胞株作为主要的研究对象，针对转录因子FOXE1在癌细胞的EMT过程中的功能作用进行了探索和研究。首次在甲状腺癌细胞的功能研究上发现，在PTC细胞系TPC-1和低分化甲状腺癌细胞系SW579中，FOXE1的mRNA和蛋白表达水平与细胞的上皮和间质特性相关。而应用慢病毒介导的RNA干扰技术特异性沉默FOXE1基因后，癌细胞的侵袭迁移潜能增强，且可能是通过了EMT途径。进步通过人表达谱芯片实验，筛查出了甲状腺癌细胞中FOXE1基因干扰后的下游基因表达变化，通过对相关基因的功能分析和表达验证，证实FOXE1基因可能通过调控血小板源生长因子A (Platelet-derived Growth Factor A,PDGFA)而影响甲状腺癌细胞的EMT进程，从而影响肿瘤的侵袭和转移。这为临床上寻找甲状腺癌的分子治疗靶点提供了实验基础。本研究具体实验分为下面三部分：第一部分目的检测不同分化程度的甲状腺癌细胞中FOXE1基因的表达水平与上皮间质标志物间的关系，探讨FOXE1基因对甲状腺癌细胞EMT的影响。方法应用qRT-PCR与Western-blotting方法，在分化型甲状腺癌细胞系TPC-1、K1和低分化甲状腺癌细胞系SW579中，对FOXE1基因与上皮间质标志物E-cadherin、Vimentin分别进行mRNA和蛋白表达水平上的检测，并分析两者间的相关性。结果在TPC-1、K1和SW579细胞系中，FOXE1的mRNA表达分别为0.568、0.516和0.098，TPC-1与K1细胞系间的FOXE1mRNA表达无差异(P>0.05)，而TPC-1、K1与SW579细胞系间的FOXE1mRNA表达差异有统计学意义(P<0.01)。E-cadherin在TPC-1、K1和SW579细胞系中的mRNA表达分别为0.064、0.082和0.023，而Vimentin在三个细胞系中的mRNA表达依次为0.343、0.428和1.397，TPC-1与K1细胞系间的表达无差异(P>0.05)，TPC-1、K1与SW579细胞系间的表达差异有统计学意义(P<0.01)。FOXE1、E-cadherin和Vimentin在蛋白水平上的检测结果与上述变化相致。结论低分化甲状腺癌细胞与分化型甲状腺癌细胞相比，FOXE1基因与上皮标志物E-cadherin的表达低，而间质标志物Vimentin的表达高。提示FOXE1基因的表达与甲状腺癌细胞的上皮和间质特性可能相关。推测FOXE1可能参与甲状腺癌细胞的EMT过程并在其中发挥负向调控作用。第二部分目的观察靶向干扰FOXE1基因对人PTC细胞系TPC-1的EMT的影响，探讨其促进肿瘤细胞侵袭迁移的作用机制。方法应用慢病毒介导的RNA干扰技术沉默FOXE1基因表达，用定量PCR及Western-blotting方法检测干扰FOXE1后TPC-1细胞EMT标志物E-cadherin、N-cadherin和Vimentin的表达改变。Transwell侵袭实验和划痕实验检测干扰FOXE1基因后TPC-1细胞的运动、侵袭能力变化。结果干扰FOXE1基因表达后，细胞形态出现EMT变化，上皮表型标志物E-cadherin表达明显降低，而间质表型Vimentin表达显著上升(P<0.01),实验组细胞的Vimentin mRNA表达水平为对照组的2.24倍；同时,TPC-1细胞的运动及侵袭能力明显增强,穿过小室的细胞数为对照组的2.11倍。结论特异性沉默FOXE1基因，可能通过EMT增强PTC细胞的侵袭潜能。第三部分目的EMT的形成受多种信号分子调控，而FOXE1调控EMT的途径尚不清楚。为进步在甲状腺癌细胞中探究FOXE1基因调控细胞EMT的分子机制，对靶向干扰FOXE1后的下游变化基因进行筛查和功能鉴定。方法选用稳定表达FOXE1-shRNA的甲状腺癌细胞系TPC-1及其对照组（NS-Top10），应用PrimeView (Affymetrix公司)人表达谱基因芯片进行下游基因的筛选，实验组和对照组各重复三次；再对筛查出的下游基因进行表达和功能分析，并应用qRT-PCR方法对挑选出的相关性较高的组基因进行mRNA表达水平上的验证。结果以上调或下调1.5倍作为界限，本次芯片实验共筛查出115个上调基因和441个下调基因，这些基因的功能涉及到细胞增殖、凋亡、分化及细胞转运、定位、分泌等。通过进步功能分析发现其中上调的生长因子PDGFA可能参与了FOXE1调控肿瘤细胞EMT的过程。结论本实验结果表明在甲状腺癌细胞中生长因子PDGFA是FOXE1的下游基因。FOXE1基因可能通过介导PDGFA而调控甲状腺癌细胞的EMT进程，从而影响甲状腺癌细胞的侵袭转移潜能。为临床上进步寻找甲状腺癌的分子治疗靶点提供了实验基础。