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上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transitions,EMT)是指上皮类型细胞丢失上皮特性如细胞与细胞之间的相互作用等现象,同时获得了间质表型如细胞移动能力增强。EMT在胚胎的正常发育和组织器官的分化过程中扮演着重要的角色。EMT对胚胎的着床、原肠胚的形成、伤口愈合、组织再生和器官纤维化等生理和病理过程有重要作用,近年来研究认为EMT是导致恶性肿瘤发生转移尤其是肿瘤细胞发生侵袭行为的重要分子机制。转录因子FOXM1是叉头框(Forkhead box)家族成员,被发现在多种类型肿瘤中都存在高表达,如乳腺癌、肺癌等。研究证实FOXM1在肿瘤的发生和发展过程中起到了至关重要的作用,因而它也被认为是预防肿瘤发生和肿瘤治疗的潜在靶基因。本论文是以肺癌和乳腺癌的多株细胞株作为主要的研究对象,针对转录因子FOXM1在癌细胞的上皮间质转化过程中的功能作用进行了探索和研究,论文具体研究结果如下:(1)通过对乳腺癌上皮型细胞株MCF-7和间质型细胞株MDA-MB-231中FOXM1的蛋白和mRNA表达水平的检测,发现FOXM1的表达水平是与细胞的上皮和间质的特性以及细胞迁移能力呈正相关性。在肺癌的上皮型细胞株A549和间质型细胞株H1299中我们也得到了相类似的结果。此外,我们在肺癌临床床病例样本中考察了FOXM1和Vimentin的表达,发现FOXM1和Vimentin在肺转移癌中都有较高的表达水平并且两个因子在两组临床样本中的表达趋势是相一致的。(2)在TGF-β诱导A549细胞发生了EMT后,细胞的迁移能力增强,FOXM1的表达水平逐渐升高。此外,在TGF-β诱导EMT的同时下调FOXM1的表达导致细胞的迁移能力减弱,相应的间质标志物如Vimentin表达下调。这些结果表明,FOXM1能够维持肿瘤细胞的间质形态,促进细胞的迁移能力。(3)为了进一步确认FOXM1与肿瘤EMT的关系,我们在MDA-MB-231细胞中敲除FOXM1的表达,发现细胞迁移能力减弱并呈现上皮特征如间质标志物Vimentin表达下调、上皮标志物E-cadherin表达升高等。同时,检测稳定表达FOXM1的MCF-7细胞单克隆细胞株,发现细胞株已具有间质特性。这些结果表明FOXM1的高表达是维持乳腺癌细胞MDA-MB-231间质表型的重要因素,同时也是促进乳腺癌细胞MCF-7发生上皮间质转化的诱导因素。(4)在肺癌细胞株A549和H1299进行了类似的实验,并得出了与乳腺癌体系一样的结果。(5)Chip和共转染实验证明了在乳腺癌细胞中Slug基因是FOXM1的一个下游靶基因。为了进一步确认在MCF-7细胞中过FOXM1诱导的EMT是否是受Slug调节的,我们在FOXM1稳定表达的MCF-7单克隆细胞株中特异性的敲除Slug的表达,发现细胞呈现上皮特性。综合以上结果,表明FOXM1诱导的乳腺癌EMT是受Slug调节的。(6)在肺癌中我们通过一系列实验也找到了FOXM1下游的靶基因Twist。干扰Twist的表达能够有效降低FOXM1导致的肺癌上皮间质转化效果,这些结果表明Twist是FOXM1促进肺癌上皮间质转化的关键因子。(7)为了确认FOXM1在体内对乳腺癌细胞转移的影响,我们通过尾静脉注射的方式建立了裸鼠转移癌模型,发现了FOXM1能够促进乳腺癌细胞在体内转移。