研究背景：活性氧(reactive oxygen species, ROS)可引起DNA损伤,并参与肿瘤的发生及发展。正常细胞在新陈代谢过程,可通过抗氧化防御机制调节氧自由基生成与消耗之间的平衡,因此可避开氧自由基的攻击,抗氧化防御系统包括多种成分,比如超氧化物歧化酶,过氧化氢酶及谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase, GPX)。GPX3属于GPX家族蛋白,是由GPX3基因表达的一种细胞外糖化酶,它可以通过各种给电子体,如谷胱甘肽,硫氧还蛋白等使体内的磷脂、脂肪酸过氧化氢减少。过氧化氢可参与癌细胞的各种生物学行为过程,如增殖,移动性及侵袭性。因而,部分学者认为GPX3是通过调节细胞内过氧化氢水平而对肿瘤的发生发展起到重要作用。恶性黑色素瘤是癌症相关死亡的一个常见原因,其发病率在过去五十年迅速上升,但其分子生物学机理尚不清楚。目的：阐明GPX3是否在恶性黑色素瘤中下调,如果是,其下调是否与启动子甲基化相关,并进一步探讨GPX3在恶性黑色素瘤发病机制中的重要作用。方法：1)利用reverse transcriptional PCR (RT-PCR)及实时定量PCR在正常黑素细胞、恶性黑色素瘤细胞、正常皮肤组织及恶性黑色素瘤组织中检测GPX3mRNA的表达。GPX3蛋白表达用免疫细胞化学法在正常黑色素细胞及恶性黑色素瘤细胞中检测。2)GPX3启动子的甲基化在正常黑色素细胞、恶性黑色素瘤细胞、正常皮肤组织及恶性黑色素瘤组织中利用methylation specific PCR (MSP)进行检测。3)为了阐明GPX3的下调与甲基化的相关性,恶性黑色素瘤细胞用5-Aza-2’-Deoxycitidine (5-Aza)进行处理,用RT-PCR检测GPX3的表达重现与否。4)为了检测GPX3敲除对恶性黑色素瘤细胞生物学行为的影响,建立GPX3敲除稳定细胞株(Mock-SK-MEL-24 and GPX3△-SK-MEL-24)。为了检测GPX3敲除对恶性黑色素瘤细胞增殖、迁移及侵袭性的影响,利用GPX3敲除稳定细胞株做了细胞增殖实验、划痕实验、侵袭实验。5)利用GPX3敲除稳定细胞株进行致瘤性检测,观察GPX3敲除对肿瘤生成的影响。6)利用免疫荧光法检测105例恶性黑色素瘤组织检测GPX3的蛋白表达,结合患者的临床特征进行分析,探讨GPX3在恶性黑色素瘤中的临床意义。结果：1)与HEMs相比,GPX3 mRNA的表达在恶性黑色素瘤细胞显著降低。并且与正常皮肤组织相比,GPX3 mRNA的表达在恶性黑色素瘤组织也显著降低。2)在HEMs中未检测到GPX3甲基化,但在两种恶性黑色素瘤细胞株检测到GPX3的完全甲基化或大部分甲基化现象。在正常皮肤组织也未检测到GPX3甲基化,而在恶性黑色素瘤组织检测到GPX3的完全甲基化或大部分甲基化现象。3)5-Aza处理黑色素瘤细胞可使GPX3的表达重现。4)与Mock-SK-MEL-24相比GPX3mRNA的表达在GPX3△-SK-MEL-24显著降低。与Mock-SK-MEL-24相比GPX3△-SK-MEL-24的增殖能力在36小时及72小时提高1.43倍及2.07倍(P<0.001及P<0.001)。GPX3△-SK-MEL-24的移动性及侵袭性与Mock-SK-MEL-24相比增高3.06倍(P<0.001)和6.47倍(P<0.001)。5)GPX3的下调可促进黑色素瘤细胞的肿瘤形成。6)恶性黑色素瘤组织中GPX3的表达主要在瘤细胞的胞浆。与转移灶相比,GPX3的表达在原发灶更频繁出现(P=0.036)。恶性黑色素瘤组织有GPX3蛋白表达,患者的生存率与无GPX3蛋白表达的患者(平均生存时间为18月)相比显著增高(平均生存时间为71月)(P=0.013)。结论：1)在恶性黑色素瘤中GPX3基因表达是显著下调的。2)在恶性黑色素瘤中GPX3下调和GPX3启动子的甲基化现象是密切相关的。3)GPX3的表达对恶性黑色素瘤细胞增殖、迁移、侵袭性及肿瘤形成有重要作用。4)GPX3是恶性黑色素瘤的重要的预后标志物。综上所述,GPX3在恶性黑色素瘤发病机制中起重要作用。