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研究发现多种恶性肿瘤细胞中均可检测到信号转导子和转录激活子3(STAT3)蛋白的高表达和磷酸化。本研究利用反义寡核苷酸设计软件RNAStructure 4.2和STAT3 rnRNA全长序列，设计出10组反义STAT3序列；以CCK-8、Hoechst33258、AnnexinV／PI、PI染色等检测细胞增殖、凋亡和细胞周期变化：Western Blot检测STAT3蛋白表达、磷酸化活化水平、以及下游Bcl-xL蛋白表达。结果发现设计的10条反义序列对A549细胞增殖均有明显抑制作用，其中7条优于文献报道的阳性对照序列；反义核酸浓度越高，对A549细胞的增殖抑制效应越强；反义转染后，细胞凋亡明显增加，STAT3蛋白及其下游Bcl-xL蛋白表达明显下降，STAT3蛋白磷酸化水平也降低；PI单染结合流式检测发现，反义转染后S期的细胞明显减少，G1期的细胞明显增多。因此，我们通过计算机辅助设计筛选得到的高效STAT3反义序列，对A549细胞有强烈的增殖抑制作用，能有效促进肿瘤细胞的凋亡，其机理与反义STAT3抑制STAT3蛋白表达，降低磷酸化水平，进而下调Bcl-xL抗凋亡基因，使肿瘤细胞产生G1期阻滞有关。表明高效反义STAT3序列对特异性杀伤非小细胞肺癌等肿瘤细胞十分有效，在肿瘤治疗研究领域具有很好的发展前景，STAT3可能成为一种新的肿瘤治疗的分子靶位。