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研究目的肺癌是全球致死率最高的癌症,每年有百万左右的病人死于肺癌。研究表明不断增长的肺癌发病率与抽烟、空气污染、各种环境因素以及致癌基因等密切相关。近20年来,国内抽烟者的人数显著增多,肺癌的发病高峰在预期之中。然而,近70%的患者在被检查出患有肺癌后仍会原发部位恶化或者恶性转移到其它部位。很多因素都与恶性肿瘤的发生发展有关。在哺乳动物中,JAK/STAT信号通路是调节各种细胞因子及生长因子分泌的主要途径。越来越多的证据表明,信号转导与活化转录因子3(STAT3,STAT家族中的一员),在多种肿瘤中活化表达,其中包括肺癌、乳腺癌、宫颈癌、肝癌以及血癌等。已有研究报,STAT3信号通路控制着细胞增殖、分化、凋亡并且与肿瘤细胞的侵袭和转移相关,对天然免疫及获得性免疫有负调节作用。在人的肺癌中,STAT3蛋白持续高度活化。由于肺癌的高迁移率,被诊断为肺癌的病人大部分不适合进行手术治疗。肿瘤侵袭相关蛋白尤其是MMPs,在肿瘤的侵袭和转移中发挥着重要的作用,而且先前的研究提示,STAT3信号通路可能与MMPs的启动子结合,调控着MMPs的表达。STAT3的活化与肺癌的侵袭和转移的相关性目前还不清楚。我们以前的研究证实了抑制STAT3信号通路后会对肺癌细胞的增殖以及耐药有影响,但是阻断STAT3信号通路是否会影响肿瘤细胞的侵袭和转移能力尚不清楚。为了研究STAT3信号通路与肺癌细胞的侵袭和转移的关系,我们以Dominant Negative STAT3(STAT3β)作为研究的工具。STAT3β是天然存在的野生型STAT3的异构体,它的编码序列在靠近C末端的50个碱基对缺失,编码一个分子量为80KDa的蛋白。像野生型STAT3那样,当受到特定细胞因子刺激时,STAT3β可以进行酪氨酸的磷酸化而活化并且同样能够结合特异的启动子序列。但是,它启动下游基因转录的能力却远远弱于野生型STAT3。因此,STAT3β能够竞争抑制野生型STAT3的活性,我们把STAT3β称为STAT3的显性负性异构体。实验方法1.蛋白免疫印迹实验检测STAT3β是否成功的转染和表达到A549和PG细胞中;2.荧光素酶报告基因实验检测A549和PG细胞中转染stat3β质粒后STAT3的转录活性;3.CCK-8实验检测A549和PG细胞转染stat3β质粒后细胞增殖水平;4.Annexin V/PI双染实验检测A549和PG细胞转染stat3β质粒后细胞凋亡水平;5.蛋白免疫印迹实验检测A549和PG细胞中转染stat3β质粒后检测细胞周期相关基因cyclinD1以及凋亡相关基因bcl-xl的表达水平;6.Transwell实验检测A549和PG细胞中转染stat3β质粒后A549和PG细胞侵袭能力;7.酶谱法检测A549和PG细胞中A549和PG细胞中与侵袭相关基因MMP的活性;实验结果1.DN STAT3可有效转染并过表达到A549和PG细胞中;2.DN STAT3可显著抑制A549和PG细胞中STAT3的转录活性;3.DN STAT3可显著抑制A549和PG细胞增殖;4.DN STAT3促进A549和PG细胞凋亡;5.DN STAT3下调A549和PG细胞中细胞周期相关基因cyclin D1以及凋亡相关基因bcl-xl的表达水平;6.DN STAT3可显著抑制A549和PG细胞侵袭能力;7.DN STAT3可显著下调A549和PG细胞中侵袭相关基因MMP2的表达水平;8.JSI-124能够显著抑制肺癌细胞的侵袭能力结论在本研究中,我们用DN STAT3作为研究工具,发现STAT3β能够在体外有效抑制肺癌细胞增殖和诱导肿瘤细胞凋亡,其作用机制是通过竞争抑制野生型STAT3活性从而下调细胞周期基因cyclinD1和细胞抗凋亡相关基因bcl-xl的表达。并且,DN STAT3能够在体外显著抑制肺癌细胞的侵袭能力,作用方式为下调侵袭相关基因MMP2的表达。另外,转染DN STAT3质粒后,STAT3β能持续表达在A549和PG细胞中,为进一步认识STAT3的生物学功能提供了一个很好的工具。研究结果证明,STAT3可成为高转移肺癌基因治疗的一个理想分子靶点,STAT3β可以作为肺癌基因治疗的小生物分子。