目的:氧化应激与细胞自噬密切相关,共同参与癌症发生发展。既往研究注重于细胞内活性氧的来源和清除失衡,而本课题聚焦于肿瘤细胞对微环境中活性氧的吸收和转运异常。过氧化氢作为细胞内外活性氧的主要类型,以前被认为通过简单扩散的方式跨膜转运,而最新研究表明依赖水通道蛋白家族（AQPs）的易化扩散才是过氧化氢跨膜转运的主要途径。肺癌发生与氧化应激密切相关,因此探究AQPs是否在肺癌中介导过氧化氢易化扩散并明确其具体亚型,对逆转肺癌恶性转化具有重要意义。研究方法:本研究首先运用生物信息学方法依据TCGA数据库探究不同AQP亚型在不同癌种中的表达,然后在肺癌组织芯片中运用免疫组化进行验证。在体外实验中,运用小干扰RNA敲除特定AQP亚型,利用H2DCF-DA探针检测肺癌细胞对外源性过氧化氢吸收能力的变化。运用CCK8和平板克隆实验检测依赖AQPs的过氧化氢易化扩散对肺癌细胞增殖能力的影响,并使用免疫印迹技术探究其对下游关键蛋白和信号通路的调控。最后,利用m RFP-GFP-LC3双标荧光质粒检测AQPs诱导氧化应激对细胞自噬水平的影响。研究结果:生信分析显示水通道蛋白3（AQP3）在肺腺癌中高表达,并且和预后密切相关。KEGG通路富集分析发现AQP3与过氧化物酶体代谢和PI3K/AKT/m TOR通路相关。免疫组化检测组织芯片中191例配对肺腺癌样本中AQP3蛋白表达水平,发现AQP3蛋白在癌组织中表达高于癌旁,并且与患者不良预后密切相关。在体外实验中,我们运用小干扰RNA敲除AQP3,检测肺腺癌细胞株A549和H1299对培养基中过氧化氢的吸收能力。我们发现在培养基加入不同浓度外源性过氧化氢30分钟后,细胞内的活性氧水平升至高峰,之后逐步下降;而在敲除AQP3后,能够显著降低细胞内活性氧的水平。CCK8和平板克隆实验显示:外源性过氧化氢对肺腺癌细胞的增殖具有双重作用:≤20μM促进增殖,≥40μM抑制增殖并诱导凋亡。在20μM条件下,我们发现敲除AQP3能够消除过氧化氢对肺腺癌细胞增殖能力的促进作用。免疫印迹结果显示20μM过氧化氢能够导致PTEN失活,同时激活下游AKT/m TOR通路,而敲除AQP3能够消除过氧化氢对PTEN活性和AKT/m TOR通路的影响。AKT/m TOR通路调控的最重要的细胞生物学行为就是自噬,我们使用雷帕霉素（m TOR通路抑制剂）激活细胞自噬,然后给予20μM过氧化氢处理,发现能够抑制细胞自噬。在此基础上敲除AQP3能够消除过氧化氢对细胞自噬的抑制作用。然后,我们运用免疫组化在肺腺癌样本中检测AQP3与氧化应激标志物8-oxo和自噬标志物P62的关系,发现AQP3与氧化应激正相关,与细胞自噬负相关。最后,在体内实验中我们发现敲除AQP3能够抑制肺腺癌细胞裸鼠皮下成瘤能力,并且敲除AQP3的移植瘤细胞具有较低的氧化应激水平和较高的细胞自噬水平。研究结论:AQP3在肺腺癌中能够介导外源性过氧化氢易化扩散,诱导氧化应激,导致PTEN失活和下游AKT/m TOR通路激活,从而抑制自噬,促进增殖。