背景:肺癌是常见的恶性肿瘤之一,在我国近年的统计中已跃居恶性肿瘤的首位,且发病率呈上升趋势。非小细胞肺癌(NSCLC)是最常见的肺癌病理类型,约占每年确诊肺癌的85%。由于起病隐匿,大部分NSCLC患者确诊时已为晚期。因此阐明NSCLC发生发展的分子机制,对于延长患者生存期和改善预后极为重要。糖基转移酶是一类负责糖基化修饰的酶,其异常表达是恶性肿瘤的普遍特征,也是细胞恶性转化的关键标志。作为糖基转移酶家族的成员,N-乙酰氨基半乳糖转移酶2(GALNT2)主要负责粘蛋白型O-糖基化初始步骤,参与调控多个与肿瘤发生发展密切关联的细胞生物hepatorenal dysfunction学过程,如细胞增殖、分化、粘附、迁移和凋亡等。然而,GALNT2在NSCLC中的生物学功能目前仍不清楚。目的:探讨GALNT2在NSCLC恶性进展中的作用及分子调控机制。方法:(1)利用Oncomine、TCGA数据库和c DNA芯片分析GALNT2在NSCLC中的表达情况,采用GEPIA和Kaplan-Meier plotter数据库评估GALNT2与NSCLC患者预后的关系。(2)构建GALNT2基因敲低和过表达细胞模型,运用CCK-8、Transwell小室和流式细胞术等分析GALNT2表达改变对NSCLC细胞的增殖、侵袭、迁移、凋亡和周期的影响。(3)将GALNT2敲低细胞皮下注射裸鼠体内,构建NSCLC荷瘤裸鼠模型。监测肿瘤大小和生长情况,绘制肿瘤曲线。裸鼠处死后取瘤体,制作组织切片,进行形态学观察、病理学检测,对GALNT2的功能进行在体验证。(4)利用Linked Omics和GSEA软件筛选GALNT2的靶蛋白,运用凝集素印迹和凝集素pull-down实验探讨GALNT2对靶蛋白糖基化修饰的影响。随后在过表达GALNT2的基础上沉默靶蛋白,观察细胞表型和功能是否回复。(5)通过RNA-Seq测序和GO/KEGG富集分析鉴定GALNT2的下游信号通路,利用Western blot验证信号通路相关蛋白的表达。进一步采用特异性抑制剂阻断信号通路,观察该干预对GALNT2介导NSCLC恶性进展的影响。(6)通过Target Scan、RNA hybrid、Pic Tar、mi Randa等数据库预测可以调控GALNT2表达的mi RNAs,取交集后利用q RT-PCR和Western blot技术检测候选mi RNAs对GALNT2 m RNA和蛋白表达的影响,进一步采用荧光INCB018424素酶报告系统验证mi RNAs与GALNT2的结合,最后通过功能回复实验确认mi RNAs/GALNT2轴在NSCLC恶性进展中的重要作用。结果:(1)GALNT2在NSCLC组织中高表达,与患者总生存期和无病生存期相关。GALNT2的表达也可作为区分NSCLC患者和正常人群的标志物。(2)敲低GALNT2可抑制NSCLC细胞的增殖、侵袭和迁移,促进细胞凋亡,并诱导细胞周期阻滞在G0/G1期;而过表达GALNT2则具有相反的作用。(3)GALNT2敲低后,裸鼠肿瘤生长变慢、重量变轻和体积变小。同时,细胞增殖标志物Ki67的表达下降。(4)GALNT2催化ITGA5蛋白O-糖基化,而沉默ITGA5会逆转GALNT2介导的NSCLC细胞增殖、侵袭和迁移。(5)PI3K/AKT和MAPK/ERK是GALNT2下游信号通路,并且其抑制剂能减弱GALNT2对NSCLC细胞增殖、侵袭和迁移的促进作用。(6)mi R-30d直接靶向3′-UTR负调控GALNT2表达,同时mi R-30d能抑制NCSCL细胞增殖、侵袭和迁移,但这些抑制作用可被GALNT2的过表达恢复。结论:临床数据表明,GALNT2在NSCLC中高表达,与患者预后密切相关;细胞和动物实验发现,GALNT2具有致癌功能,可促进NSCLC恶性进展;机制研究显示,GALNT2介导点击此处ITGA5蛋白O-糖基化,激活PI3K/AKT和MAPK/ERK通路,并且mi R-30d是GALNT2的上游负调控因子。