背景：头颈部鳞状细胞癌(Head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC,以下简称鳞癌)是最常见的头颈部恶性肿瘤,具有较强的局部浸润和转移能力,恶性程度往往较高。神经轴突导向分子3A(Semaphorin 3A, SEMA3A)是Semaphorin (SEMA)家族的成员。SEMA家族是一类广泛分布于神经系统的蛋白,对神经轴突的导向、成束、分支及突触形成具有重要的调控作用。近来,大量研究证实SEMA3亚族的成员能抑制多种恶性肿瘤的生长,因此其具有重要的诊疗价值,且可作为一种潜在的治疗靶点。目前尚未有确切的研究资料表明SEMA3A在人类肿瘤包括头颈癌中的表达及其作用。本研究拟探讨SEMA3A在头颈癌中的表达及其功能和相关的机制。研究目的：1、观察SEMA3A在人头颈鳞癌标本中的表达,评价SEMA3A的表达水平与头颈鳞癌临床病理以及预后的关系；2、观察SEMA3A对头颈鳞癌移植瘤生长的影响；3、明确SEMA3A对头颈鳞癌细胞生物学行为的影响；4、初步探讨SEMA3A对头颈鳞癌作用的分子生物学机制。材料与方法：1、应用免疫组织化学染色的方法检测100例人头颈鳞癌标本及20例正常头颈粘膜组织标本中SEMA3A的表达高低；统计分析SEMA3A表达水平与肿瘤临床病理以及预后的关系。2、构建HNSCC的裸鼠移植瘤动物模型,利用能够过表达SEMA3A的腺病毒pAdCMV-SEMA3A-MCS-EGFP及空载病毒pAdCMV-MCS-EGFP分次多点注射于移植瘤瘤内及瘤周,观察SEMA3A过表达后肿瘤生长的大小变化。3、将pAdCMV-SEMA3A-MCS-EGFP腺病毒及pAdCMV-MCS-EGFP空载病毒感染HNSCC细胞系,获得瞬时高表达SEMA3A的细胞株(实验组)及相对低表达SEMA3A的细胞株(对照组)；同时利用siRNA抑制HNSCC细胞中SEMA3A的表达,观察病毒感染及siRNA抑制使SEMA3A表达改变后细胞表型的变化；应用RT-qRCR、Western blot方法分别检测两组细胞中SEMA3A以及上皮和间充质标志物基因水平和蛋白水平的表达变化；应用RT-qRCR、Western blot、CCK-8、克隆形成实验、TUNEL染色等方法分析SEMA3A对HNSCC细胞及移植瘤组织的增殖、侵袭、凋亡、细胞周期等相关分子生物学作用的影响。4、应用RT-qRCR、Western blot等实验方法,研究SEMA3A在HNSCC细胞及组织中发挥抑癌作用的潜在机制。结果：1、免疫组织化学染色结果显示：20例正常组织中18例检测出SEMA3A高表达,而100例头颈鳞状细胞癌标本中只有43例检测出SEMA3A高表达,表明SEMA3A在肿瘤组织中呈现低表达(P<0.001)；SEMA3A的表达与头颈鳞癌的淋巴结转移、病理分级、临床分期密切相关(p<0.05)；生存分析表明SEMA3A高表达组患者总体生存率明显高于低表达组患者(p<0.05)。2、通过构建HNSCC裸鼠移植瘤模型发现,多次多点注射SEMA3A腺病毒于移植瘤瘤内及瘤周,能够明显抑制肿瘤的生长且诱导组织的凋亡。3、SEMA3A的高表达明显抑制了HNSCC细胞的上皮-间充质转化(EMT,epithelial-mesenchymal transition)进程,表现为细胞形态学的改变,上皮标志物E-cadherin和β-catenin表达升高,间充质标志物Vimentin和N-cadherin表达下降。细胞的迁移、侵袭、增殖能力显著降低,且细胞周期受到抑制,同时细胞凋亡现象显著。4、通过腺病毒感染使SEMA3A过表达后,NF-κB通路、SNAI2明显受抑制,Caspase-5和Caspase-7明显被激活；而通过siRNA抑制SEMA3A后,NF-κB通路、SNAI2被激活,Caspase-5和Caspase-7随即受抑制,提示SEMA3A可能通过NF-κB和SNAI2抑制迁移、侵袭和EMT进程,通过Caspase通路介导细胞的凋亡。结论：本实验证实SEMA3A在人头颈鳞状细胞癌组织中呈低表达,与肿瘤的淋巴结转移、病理分级、临床分期及患者的生存率密切相关,提示SEMA3A的异常表达可能与头颈鳞癌的发生发展有关,并且可作为一种新的生物学标志物用于患者的诊断和预后的预测。其次,SEMA3A能通过降低细胞的增殖能力、促进凋亡来抑制头颈癌肿瘤的生长,可能通过抑制NF-κB、SNAI2信号通路来抑制头颈鳞癌细胞发生EMT,降低其迁移、侵袭能力。这些结论表明SEMA3A在头颈鳞癌中作为一种重要的抑癌分子,能成为一种新的抗头颈鳞癌的靶向治疗药物。