PTEN-induced kinase 1（PINK1）基因是导致隐性家族性帕金森病（PD）的主要原因。近年来多项研究表明,PINK1能够通过调节线粒体自噬、线粒体动力学、线粒体代谢等影响线粒体的功能,进而促进细胞生存以及发挥神经保护作用。此外,由于PINK1本身是在肿瘤抑制因子PTEN过表达后上调而被鉴定的基因,所以近年来PINK1在肿瘤中的作用也被广泛关注。神经退行性疾病与肿瘤的发生均与患者年龄的增长密切相关,多篇研究报道了两种疾病之间的潜在联系。流行病学数据分析显示,在帕金森病患者中消化系统、呼吸系统、泌尿系统的肿瘤患病风险降低,但患黑色素瘤在内的各种皮肤癌风险升高。也有一些肿瘤如乳腺癌等与帕金森病无明显相关关系。现有数据显示,PINK1具有在不同的肿瘤中能够发挥促瘤或抑瘤的双重活性。明确PINK1在肿瘤中的功能和机制将为靶向PINK1治疗肿瘤提供新的线索。在多种肿瘤相关基因中Ras具有非常重要的作用,Ras在某些肿瘤中的突变高达30%。然而,在临床上Ras突变的肿瘤对多种化疗药物、肿瘤免疫治疗以及分子靶向治疗均有不同程度耐受,导致患者不良预后,揭示Ras突变肿瘤细胞的增殖和生存机制有望为此类肿瘤的治疗带来新的希望。有研究表明,在Ras突变转化的肿瘤细胞中过表达PINK1表现出了细胞凋亡和线粒体分裂异常的特征,且这些特征与Ras的促瘤效应密切相关。如上所述PINK1具有调控线粒体动力学、调节细胞增殖和细胞凋亡的重要功能,然而PINK1是否参与了Ras突变诱导的肿瘤细胞恶性增殖过程却少有报道。本文首先建立了野生型和PINK1缺失型Ras G12D转化的小鼠成纤维细胞（MEF）模型,并利用该细胞模型检测了PINK1的缺失是否影响Ras G12D MEF的恶性增殖状况;之后对相关表型背后的机制进行了探索,并在人类Ras突变肿瘤细胞中进行了验证。首先,本文成功分离并鉴定了野生型和PINK1缺失型原代MEF细胞,并在此基础上建立了具有Ras G12D表达的永生型细胞模型(Ras G12D MEF)。之后,在体外软琼脂克隆形成实验研究中发现PINK1缺失后降低了突变Ras G12D MEF的生长速度,在体外裸鼠皮下注射实验中也观察到了PINK1缺失型的Ras G12D MEF在裸鼠皮下移植瘤生长的速度降低。在PINK1缺失型Ras G12D MEF中过表达人源PINK1后,有效逆转了PINK1缺失所造成的体外和体内抑瘤效应。该结果提示PINK1对突变Ras转化的MEF发挥了重要抑制效应。随后,本文对PINK1缺失所产生的抑瘤机制进行了探究。研究发现,PINK1缺失能够降低Ras G12D MEF细胞和组织增殖率,使细胞发生G2/M期周期阻滞,同时还能够促进Ras G12D MEF细胞坏死,并且还能够通过抑制Drp1 Ser616位点磷酸化降低Ras G12D MEF线粒体分裂,PINK1缺失Ras G12D MEF表现为线粒体相关代谢能力降低。而重新过表达PINK1后,细胞增殖降低、周期阻滞、细胞坏死增加、线粒体裂变减少、线粒体代谢降低等效应均得到了不同程度的逆转。这一系列的结果提示,PINK1缺失可能通过改变多种与线粒体相关的功能最终达到抑制Ras G12DMEF细胞模型生长速度的作用,并促进其死亡的效应。最后,本文通过CRISPR-Cas9技术构建PINK1基因缺失型的人结肠癌HCT116细胞模型,并利用该细胞模型验证了PINK1缺失对含有Ras突变的结肠癌细胞增殖的抑制效应,以及PINK1缺失促进细胞凋亡的作用。机制研究发现,PINK1缺失降低了HCT116细胞增殖,增加了HCT116细胞凋亡,同时也降低了Drp1 Ser616的磷酸化并且抑制了线粒体分裂。这些相关机制的结果表明,PINK1缺失在人类Ras突变的结肠癌细胞中同样具有抑制增殖和促进凋亡的作用。综上所述,本文利用体内和体外模型证实了PINK1缺失对Ras G12D MEF增殖的抑制作用;揭示了PINK1缺失降低Ras G12D MEF细胞增殖的机制;并在人结肠癌细胞中得到了验证。本文的结果支持线粒体功能和动力学在调节Ras依赖性肿瘤细胞生长中的重要性,并且提供了对帕金森病和其他神经退行性疾病中肿瘤发生率较低这一临床现象相关机制的见解,也为Ras突变相关的肿瘤治疗提供了新的治疗靶点。