肺癌(Lung Cancer)已经成为全世界发病率和死亡率较高的一种疾病。肺癌患者的存活率很低,多数情况下,一般只有5年。肺癌病人在接受化疗或者放疗后,癌细胞不会被完全杀死,仍然具有较高的转移性,这就会导致患者病情复发。现已发现约有85%的肺癌是非小细胞肺癌(NSCLC),且具有转移性的NSCLC会自发地对药物产生抵抗性。一旦患上了这种疾病,几乎是不可治愈的。自从上个世纪70年代发现了顺铂(Cisplatin)这种药物,人们就把它作为治疗肿瘤的化疗药物。Cisplatin在临床治疗癌症方面,具有里程碑的意义。治疗晚期肺癌患者的方法通常是用Cisplatin与其他药物联用。尽管Cisplatin作用效果有了一定的成效,但还是会有癌细胞对该药物产生抗药性。有研究表明,顺铂进入癌细胞后,在到达靶细胞核之前就已经失去活性,失活的顺铂药物无法与DNA络合来杀死癌细胞,这些失活的顺铂以铂纳米的形式存在,其中谷胱甘肽转移酶起了关键作用。这只是其中的一种抗药抵抗机制,本文研究的目标就是寻找一条新的顺铂耐受机制。由于在DNA复制过程中Cisplatin嵌入到DNA双链结构中形成交叉链,造成DNA损伤。这种损伤将导致复制叉移动停止,最终引发细胞的凋亡和坏死。我们推测,癌细胞对顺铂药物产生抵抗性会不会与DNA的损伤修复有关。因为DNA损伤修复途径有很多,比如碱基切除修复、核苷酸切除修复、重组修复、错配修复等等。这些修复机制可以巧妙地修复癌细胞损伤的DNA,使其存活下来。一种名为FEN1蛋白在多种修复途径中扮演重要作用。FEN1属于Rad2核酸酶家族,其主要作用是参与冈崎片段的成熟,长片段碱基切除修复(LP-BER)以及端粒的维持等。已有文献报道,碱基切除修复通路中的FEN1蛋白与肿瘤的发生发展有一定的关系,但对FEN1与癌细胞抗药性关系的研究却不多。我们推测癌细胞对化疗药物产生一定的抵抗作用很可能是由于FEN1蛋白的作用。为了解决这些相关的问题,我们进行一系列的实验,具体分为以下几个部分:首先,我们从癌症基因信息的数据库(TCGA)中分析得到了 FEN1的mRNA水平在肺癌组织中相对较高。免疫组化实验进一步说明FEN1蛋白在肺癌中高表达,并且肺癌患者中高表达FEN1的生存率明显比低表达FEN1的生存率要低。接着,我们检测NSCLC与正常肺的成纤维细胞(HELF)之间FEN1的表达情况,结果发现A549细胞表达水平较高。接下来,我们要探究A549肺癌细胞的生长、药物抵抗凋亡与FEN1蛋白之的关系。我们用慢病毒载体感染A549细胞,构建FEN1敲降和过表达的稳转细胞株。采用Western Blot,细胞三维生长,TUNEL等实验技术发现FEN1敲降的A549细胞,它的生长速度比野生型的A549细胞要低,克隆形成能力降低。用Cisplatin药物处理后,FEN1敲降的细胞对药物抵抗作用有明显的降低,凋亡现象也比较明显。相反,过表达FEN1的A549细胞与敲降的情况截然不同。一般情况下,若细胞的DNA发生了一定程度的损伤,那么修复系统就会被激活。我们发现在A549肺癌细胞中,BER途径的FEN1蛋白表达量较高,这是由于癌细胞需要更多的FEN1参与DNA的损伤修复。若FEN1基因被敲降后,DNA损伤就得不到有效的修复,那么细胞就会发生凋亡现象。我们利用免疫荧光实验与核型分析证明FEN1敲降的细胞DNA损伤程度大大升高,染色体断裂也显著增加。FEN1过表达细胞的情况却相反,用Western Blot技术检测到p53通路的相关凋亡蛋白表达都增加。同时,我们发现FEN1的抑制剂或许能治疗NSCLC。我们设计了一个针对FEN1的新型小分子抑制剂,并检测了它的治疗效果。数据分析得到,FEN1抑制剂对A549细胞的增殖有一定的抑制作用,但对正常的HELF细胞几乎没有影响,所以,我们的研究可以为治疗肺癌提供一个比较有效的方法。之后的动物实验也表明,抑制剂与Cisplatin联合使用,可以有效地抑制肿瘤细胞的生长。我们认为,若FEN1被抑制后,DNA损伤不能有效地得到修复,p53凋亡通路就会被激活,进而促使细胞走向凋亡。这很好地解释了 FEN1在BER途径中的重要作用,同时也说了肿瘤细胞抵抗化疗药物的可能机制。