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背景与目的:头颈部鳞癌占头颈部恶性肿瘤的90%,发病隐匿,早期没有明显的症状。因而发病时多为中、晚期,疾病死亡率高,中位生存期仅约10个月。由于发病部位特殊,对头面部等器官的外观及功能损伤严重,导致患者生活质量严重受损。缺乏明确的生物学标志物和有效的治疗手段是头颈部鳞癌高死亡率的主要原因。因此,寻找新的可能导致头颈部鳞癌发病和进展的标志物,对早期诊断和确定新的治疗靶点具有重要意义。FOXD1是转录因子FOX(forkhead box)家族成员之一,定位在5q13号染色体上,具有增强和(或)抑制转录的功能,广泛参与胚胎发育、细胞周期调控、代谢调节、干细胞生态位维持、信号转导等生理过程。近来很多研究表明FOXD1在癌症中表达上调,如非小细胞肺癌、宫颈癌、胰腺癌、结肠癌及乳腺癌等,是肿瘤患者预后不良的关键因素。由此可见FOXD1是致癌基因,它的表达水平与肿瘤的发生发展有着密切关系。在细胞功能方面,FOXD1可能直接影响调控细胞周期,促进肿瘤细胞的增殖、侵袭以及远处转移。提示我们:FOXD1有可能成为恶性肿瘤新的肿瘤标志物和治疗靶点。尽管FOXD1在其他肿瘤中的生物学行为已经被报道,但是其在头颈部鳞癌的具体作用还未明确。本课题旨在明确FOXD1在头颈部鳞癌中作用,并对其可能的分子机制做出探讨,为头颈部鳞癌诊断和治疗提供新的思路和视角。方法:1、使用在线软件GEPIA:Gene Expression Profiling Interactive Analysis(http://gepia.cancer-pku.cn/)分析FOXD1在肿瘤中的表达情况。采用RT-PCR、免疫组织化学染色验证FOXD1在头颈部鳞癌和非癌上皮组织的表达情况。2、在头颈部鳞癌FaDu细胞中应用小分子干扰RNA(si-RNA)沉默FOXD1的表达,通过蛋白免疫印迹实验(Western Blot)检测沉默效果及其下游基因的表达水平变化。用MTT检测法检测细胞的生长能力、细胞平板克隆形成实验检测细胞的克隆形成的能力;通过流式细胞术检测细胞周期的变化。Transwell实验检测细胞的侵袭能力。3、使用RNA sequence测序的方法,对Fadu细胞FOXD1沉默前后进行测序分析。对表达具有明显差异的基因(log2>4倍)进行GO富集分析。分析FOXD1可能调控靶点和信号通路。4、使用在线数据库GEPIA对FOXD1和候选信号通路及其关键因子加以验证分析。5、使用在线数据库GEPIA和TIMER:Tumor IMmune Estimation Resource(https://cistrome.shinyapps.io/timer/)分别预测FOXD1与EMT、TIL关键因子表达的相关性。结果:1、通过GEPIA分析得到:FOXD1在头颈部鳞癌中表达水平显著升高(p<0.05),FOXD1高表达患者与低表达患者相比,DFS及OS显著缩短(p<0.05)。RT-PCR、免疫组化染色结果显示,FOXD1在头颈部鳞癌组织中表达水平显著升高。2、使用小分子RNA干扰沉默FOXD1的表达。使用RT-PCR得到si-FOXD1的敲除效率,差异有统计学意义(p<0.05),Western blot实验表明si-FOXD1中FOXD1蛋白表达水平显著下降(p<0.05)。MTT实验发现si-FOXD1后肿瘤细胞生长的速度显著下降(p<0.05)。平板克隆形成实验发现si-FOXD1后细胞克隆形成能力显著减弱(p<0.05)。流式细胞检测发现,沉默FOXD1后细胞周期被阻滞在G1期。3、通过Transwell实验发现,si-FOXD1细胞侵袭能力显著下降(p<0.05)。Western blot实验发现,si-FOXD1组中cyclinD1及金属基质蛋白酶MMP-2/MMP-9的表达显著下降(p<0.05)。4、使用RNA sequence测序方法得到si-FOXD1和si-ctrl细胞的显著差异基因,GO富集分析发现WNT/β-catenin信号通路是差异基因富集最为明显的信号通路之一(p<0.05)。5、通过在线数据库GEPIA及TIMER预测分析得到:头颈部鳞癌中,FOXD1与EMT标志物CDH2(N-cadherin)、Vimentin、SNAIL1、SNAIL2、TGFβ1及TWIST1的表达正相关(p<0.05)。FOXD1与TIL关键因子B细胞、CD8+T细胞、CD4+T细胞的表达负相关(p<0.05)。结论:1、FOXD1在头颈部鳞癌中表达增高,FOXD1高表达与预后不良相关。2、FOXD1可能通过调控WNT/β-catenin信号通路促进头颈部鳞癌细胞增殖和侵袭。3、FOXD1可能通过诱导头颈部鳞癌EMT促进细胞侵袭的作用,FOXD1高表达可能与肿瘤免疫逃逸相关。4、FOXD1可能成为头颈部鳞癌的诊断标志物和治疗的新靶标。