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目的:探讨ATM对乳腺癌细胞迁移和侵袭的影响及其调控机制。方法:(1)利用免疫组织化学方法检测乳腺癌癌旁肿瘤组织(以下简称正常乳腺组织)、侵润、侵润伴转移乳腺癌组织中p-ATM蛋白的表达;乳腺癌BT549和MDA-MB-231细胞分别经常氧(21%O2)和低氧(1%O2)处理后,细胞免疫荧光和Western Blot检测p-ATM和总ATM表达,Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力。(2)利用sh RNA技术和ATM特异性抑制剂Ku60019抑制乳腺癌BT549和MDA-MB-231细胞中ATM功能,Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力。(3)BT549细胞Ku60019处理组和溶剂对照组做磷酸化蛋白质组学分析,利用DAVID软件对靶蛋白进行GO和KEGG信号通路富集分析,筛选与迁移和侵袭相关的靶蛋白。(4)利用IP实验验证靶基因与ATM相互作用并受其调控,采用sh RNA技术敲低靶蛋白,Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力。(5)利用定点突变技术,Transwell实验,IP实验,细胞应力纤维染色技术验证靶蛋白特异性磷酸化位点功能。结果:(1)随着乳腺肿瘤分级的增加,p-ATM蛋白的表达逐渐增强;与常氧组相比,低氧处理后p-ATM表达量显著增加,细胞迁移和侵袭能力显著增强。(2)ATM敲低或抑制后,细胞迁移和侵袭能力显著下调。(3)磷酸化蛋白质组学分析结果显示,ATM下游靶蛋白主要参与细胞间粘附过程,调控肌动蛋白细胞骨架等信号通路。结合文献和质谱数据选择与迁移侵袭相关的靶蛋白为CTTN,其特异性磷酸位点为S113。(4)IP实验证实ATM可以磷酸化CTTN S113位点,敲低CTTN的表达,乳腺癌细胞迁移和侵袭能力显著下调。(5)利用定点突变实验发现,CTTN S113位点磷酸化可以促进癌细胞迁移和侵袭。进一步通过IP实验和细胞应力纤维染色实验发现CTTN S113位点磷酸化可以通过结合Arp2/3复合体促进细胞F-actin应力纤维形成。结论:低氧活化的ATM可以通过磷酸化CTTN S113位点调控Arp2/3复合体介导的肌动蛋白聚合促进乳腺癌细胞迁移和侵袭。