目的:肺癌是临床上常见的恶性肿瘤,其发病率和死亡率在我国均居恶性肿瘤的首位,肺癌分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌,其中非小细胞肺癌占85%以上。目前肺癌的传统治疗方式包括手术切除、放疗和化疗等,但对于晚期肺癌患者,由于癌细胞发生转移、化疗敏感性低等因素,使得其治疗效果并不理想,五年生存率较低。肺癌的发生是一个涉及多种癌基因的异常表达及抑癌基因失活的过程,近年来,根据肺癌患者特定基因突变类型而进行的分子靶向治疗取得了巨大进展,并在一定程度上提高了肺癌患者的生存周期。因此,探究肺癌发生、转移的分子机制,为肺癌的临床治疗提供新的思路和干预靶标,对提高肺癌临床疗效具有重要意义。人类婆罗双树样基因(SALL4)是近年来发现的一种原癌基因,其编码一种锌指蛋白转录因子,在维持胚胎干细胞的自我更新和多能性方面发挥重要作用。SALL4可通过调节不同的信号通路、转录因子和表观遗传修饰等机制发挥其调控功能,参与了多种恶性肿瘤如肝癌、胃癌的发生和进展过程,且其表达水平影响肿瘤患者的预后。目前关于SALL4在肺癌中的调控作用和临床意义尚不多见,因此本研究旨在探讨SALL4在肺癌中的表达,分析SALL4表达水平与肺癌患者临床病理参数和预后的相关性,进而从细胞水平探讨SALL4对肺癌细胞生物学功能的调控作用及其可能的作用机制。方法:(1)采用RT-PCR检测30例肺腺癌患者肿瘤组织中SALL4 mRNA的表达水平,免疫组化(肺癌组织芯片,62例)检测肿瘤组织中SALL4表达并对染色结果进行评分,收集患者完整的临床资料,分析SALL4表达与患者各临床病理参数的相关性。根据回访情况绘制Kaplan-Meier生存曲线,分析SALL4表达对患者总生存周期和无病生存周期的影响,单因素和多因素回归分析SALL4表达对于预后判断的临床意义。(2)采用RT-PCR及Western blot法检测5种肺癌细胞系中S ALL4 mRNA和蛋白的表达水平,构建稳定敲低SALL4表达的肺癌细胞系,采用平板克隆形成实验和MTT法检测SALL4对肺癌细胞增殖能力的影响。流式细胞术检测SALL4对肺癌细胞的细胞周期和细胞凋亡情况的影响,并采用Western blot检测细胞周期及细胞凋亡相关蛋白的表达。细胞划痕实验检测各组肺癌细胞的迁移情况,Transwell法检测细胞迁移和侵袭能力,Western blot法检测肺癌细胞EMT相关蛋白的表达。进而建立肺癌裸鼠皮下移植瘤模型,观察在体内敲低SALL4表达对移植瘤生长的影响,并采用Western blot检测瘤体中相关蛋白的表达水平。(3)Western blot法检测转染后肺癌细胞中STAT3的表达及其磷酸化水平,在敲低表达SALL4的细胞中激活STAT3的表达,采用MTT法、流式细胞术和Transwell法检测共转染siRNA-SALL4和激活STAT3后细胞增殖、凋亡和侵袭能力的变化。结果:(1)SALL4的表达(mRNA)在30例肺癌肿瘤组织显著高于癌旁正常组织(P<0.05)。免疫组化(肺癌组织芯片:62例)结果显示,SALL4在肿瘤组织中的阳性率为67.7%(42/62),而在癌旁正常组织SALL4表达的阳性率为19.4%(12/62)(P<0.05),表明SALL4在肺癌组织中表达上调。临床病理资料分析结果显示,SALL4表达与患者TNM分期和淋巴结转移密切相关(P<0.05),而与患者性别、年龄、吸烟状况、肿瘤大小和分化程度无显著相关性(P>0.05),其中SALL4高表达组相比于SALL4低表达组具有更多的淋巴结转移例数和更高的TNM分期。预后分析结果显示,SALL4低表达者相比于SALL4高表达者具有更长的总生存期和无病生存期,且SALL4表达是肺癌患者预后的独立危险因子。(2)SALL4 mRNA和蛋白表达在肺癌细胞系中显著上调,与组织中表达情况一致。在A549和H358细胞系中构建稳定敲低SALL4表达的肺癌细胞系,RT-PCR结果显示转染siRNA-SALL4后,A549和H358细胞中SALL4的表达水平显著降低(P<0.05),表明转染成功。平板克隆实验结果显示,抑制SALL4表达后,克隆形成数显著下降(P<0.05);MTT结果显示,siRNA-SALL4组细胞从第2天开始生长活性显著低于对照组(P<0.05),表明敲低SALL4可抑制肺癌细胞的增殖能力。流式细胞实验结果显示,抑制SALL4表达后,肺癌细胞发生凋亡的比例显著升高(P<0.05),且可将肺癌细胞阻滞在G0/G1期,从而抑制细胞周期的进展。细胞划痕实验和Transwell实验结果显示,抑制SALL4表达,肺癌细胞的迁移和侵袭能力均显著降低(P<0.05)。Western blot实验结果显示,抑制SALL4表达,肺癌细胞中Bax、Caspase3和Caspase9蛋白的表达增强,而Bcl-2蛋白表达减弱,同样,细胞周期相关蛋白CyclinB,CyclinE和Cyclin D1的表达也显著降低,且细胞EMT过程得到抑制。动物实验结果显示,敲低SALL4表达后,移植瘤体积和重量的增长速度均显著降低,即在体内水平降低SALL4表达可抑制肺癌移植瘤的生长;(3)Westernblot结果显示,敲低SALL4表达后,磷酸化p-STAT3的表达水平均显著下降,表明敲低SALL4可同时抑制STAT3的磷酸化过程。在转染siRNA-SALL4和激活STAT3后,si-SALL4+激活STAT3组肺癌细胞相比于siRNA-SALL4组的生长活性和侵袭能力显著增强,而凋亡能力显著减弱,表明激活STAT3可逆转敲低SALL4对肺癌细胞增殖、凋亡和侵袭的影响。结论:SALL4在肺癌组织和细胞系中表达均上调,其表达与患者TNM分期、淋巴结转移和预后明显相关;敲低SALL4表达可显著降低肺癌细胞的增殖活性、迁移和侵袭能力及EMT过程,并阻滞细胞周期进展,促进细胞凋亡,其可能机制与SALL4可靶向激活STAT3信号通路有关。本研究为明确肺癌发生发展的分子机制提供了新的思路,并为寻找新的肺癌诊治的作用靶点提供理论基础。