研究背景:从组织学分类上看,肺癌主要包括小细胞肺癌与非小细胞肺癌两个亚型。虽然前者的患病人数仅约为后者患病人数的四分之一,但是就恶性程度而言,小细胞肺癌易发生早期扩散,其预后不良程度远远超过非小细胞肺癌。因此,我们以小细胞肺癌为模型,研究肿瘤转移的分子机制。SPIB基因属于ETS转录因子家族,主要表达于造血系统,对于淋巴细胞与浆细胞样树突状细胞的发育与功能特化起到重要的调控作用。研究发现在多种淋巴瘤或白血病例当中,SPIB表达水平均发生了异常性的升高或下降,说明SPIB表达异常与血细胞转化相关。2005年,Tonon et al报道在肺癌基因表达谱中检测到SPIB转录本异常升高,提示SPIB的表达不仅仅与血液系统肿瘤的发生相关,有可能对实体肿瘤的发生也产生作用。然而,关于SPIB在实体肿瘤中异位表达对实体肿瘤发生、发展和侵袭转移的影响,目前仍不清楚。研究目的:通过体内和体外实验阐明小细胞肺癌细胞特异性表达蛋白SPIB对肺癌的发生、发展和侵袭转移的影响及作用机制,以期为肺癌的临床诊治提供新的分子标记物和新的治疗靶点。方法与结果:从小细胞肺癌细胞特异性表达的蛋白出发,以慢病毒载体系统,通过过表达或RNA干扰改变小细胞肺癌细胞与非小细胞肺癌细胞中SPIB蛋白的表达水平,观察细胞生物学行为的变化,并结合小鼠肿瘤转移模型,探究其内部的分子机制。1、通过RNA-Sequencing技术对比了小细胞肺癌细胞株H209与非小细胞肺癌细胞株A549的基因表达谱的差异,发现SPIB在A549细胞中表达量极低,而在H209细胞中高表达。2、通过基于多种细胞系的针对于SPIB表达水平的RT-PCR检测,确定SPIB在所有小细胞肺癌细胞(均为神经内分泌型)和神经内分泌型的非小细胞肺癌细胞中表达;另一方面,使用免疫组化技术,进一步检测到SPIB蛋白高表达于临床病人的小细胞肺癌组织样本,且具有核定位现象,而非小细胞肺癌组织中仅个别低分化病例可见SPIB蛋白的表达。3、利用染色体免疫共沉淀技术,对比H209细胞株与A549细胞株中SPIB基因调控区组蛋白H3的修饰情况,发现SPIB的异位表达是由于表观遗传调控紊乱引起。4、以慢病毒为载体,下调H209细胞株的SPIB表达水平,以显微镜观察细胞表型的变化,发现细胞间连接趋于紧密;以流式细胞仪检测细胞活性的变化,检测到凋亡峰明显上升。实时定量PCR检测到CLDN1、CLDN2和TJP1等Tight junction相关基因的下调。5、以慢病毒为载体,上调A549细胞株的SPIB表达水平,以软琼脂成克隆实验检测细胞在非贴附状态下的增殖状态,发现细胞趋于形成松散克隆;以Transwell实验检测细胞的体外侵袭能力,发现侵袭能力明显上升。实时定量PCR检测到CLDN1、CLDN2和TJP1等Tight junction相关基因的上调。6、以慢病毒为载体,将SPIB过表达于小鼠LLC1细胞株,而后通过皮下注射的方式将细胞接种于C57BL/6小鼠的腋窝处,经两周时间将原位肿瘤手术摘除,缝合小鼠伤口,后再经两周时间将小鼠处死,取小鼠肺部并固定。计数肺部肿瘤结节,发现过表达SPIB的LLC1细胞株能够形成更多的转移性结节,且结果具有统计学意义(P<0.05)。结论:血细胞特异性转录因子SPIB异位表达于小细胞肺癌细胞,可能通过对Claudin-1、Claudin-2、ZO-1等Tight junction相关蛋白表达水平的下调影响细胞之间的紧密连接。此外,外源过表达SPIB还可以通过影响MMP9的表达水平而增强非小细胞肺癌细胞的体外侵袭能力。综上,SPIB的异位表达能够促进肺癌细胞的转移。