ALDH1A1调控Notch信号通路在BASC向LASC恶性转化中的作用及分子机制研究

研究表明醛脱氢酶1A1在正常肺组织到间变、原位癌、腺癌中表达逐渐增强，提示其在肺腺癌的发生中具有重要作用，但机制未明。Notch信号通路被证实在支气管肺泡干细胞恶性转化为肺腺癌干细胞的进程中有着重要作用，新近研究发现Notch通路可能是醛脱氢酶1A1的下游作用通路。据此，醛脱氢酶1A1可能通过调控Notch信号通路参与支气管肺泡干细胞自我更新并向肺腺癌干细胞恶性转化。本课题拟在成功分离支气管肺泡干细胞和肺腺癌干细胞的基础上，建立醛脱氢酶1A1上调（支气管肺泡干细胞）/下调（肺腺癌干细胞）系统，检测Notch-1、CBF-1、和HES-1等Notch信号通路关键分子的变化，观察其对干细胞恶性表型的调控作用，以阐明醛脱氢酶1A1在支气管肺泡干细胞恶性转化中的作用机制，为研究和诊治肺腺癌提供新的思路和治疗靶点。

本课题主要探讨在肺腺癌干细胞(LASCs)中ALDH1A1的表达情况及其通过Notch信号通路维持干细胞特性及恶性表型的相关机制。方法：从肺腺癌细胞中分离出LASCs，并鉴定其CD133、CD326等干细胞标志物阳性率及多向分化能力。通过Real-time PCR检测ALDH1A1在A549及A549s细胞中的表达情况。在A549细胞中上调ALDH1A1的表达，在A549s细胞中下调ALDH1A1的表达后对细胞克隆形成能力及细胞周期分布的影响。此外，研究ALDH1A1表达水平的改变对Notch信号通路相关基因的影响。本课题成功分离并鉴定LASCs。A549s在特定诱导条件下可分化为A549细胞及内皮细胞。在A549s细胞中ALDH1A1的表达水平显著高于A549细胞中；通过ALDH1A1 siRNA下调ALDH1A1表达水平后，细胞克隆形成能力显著下降。在A549细胞中上调ALDH1A1表达水平后，处于G1期细胞显著增多，在A549s细胞中下调ALDH1A1的表达后，处于G1期细胞显著减少；在A549S细胞中ALDH1A1,Notch1, -2,和-3, CDK2和 CCNE1等基因的表达水平均显著高于A549细胞中；上调ALDH1A1表达水平后，A549细胞中Notch1, -2,和-3, CDK2和 CCNE1等基因的表达水平均显著降低；下调ALDH1A1表达水平后，A549S细胞中Notch1, -2,和-3, CDK2和 CCNE1等基因的表达水平均显著增高；下调A549S细胞中Notch3或CDK2后，细胞中ALDH1A1、Notch1, -2,和-3, CDK2和 CCNE1的表达均受到抑制。大部分A549S细胞处于休眠期对化疗药物不敏感，从而使得肿瘤病灶残留及复发。在A549S细胞中，ALDH1A1的表达促进细胞的克隆形成，抑制细胞周期的进程，使其对化疗药物不敏感，同时维持干细胞的干性及其恶性表型，这一点可能与其抑制Notch/CDK2/Cyclin信号通路相关。