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人类基因组的功能多样性，与它们的结构多样性是密不可分的。除了经典的B型双螺旋结构之外，DNA还会以三链体(triplex)、G-四链体(G-quadruplex)和i-模体(i-motif)等形式存在。上世纪80年代，体外实验证实了端粒DNA能够形成G-四链体结构，它的基本结构单元是G-四分体（G-quartet）平面，该平面由四个鸟嘌呤(G)通过Hoogsteen氢键环接而成，其中每个G都作为氢键的供体和受体与相邻的碱基结合。G-四分体平面中心是一个由四个带负电荷的羧基氧原子围成的袋状结构，恰好能够容纳一个阳离子。多个G-四分体平面之间π-π堆积形成G-四链体结构，连接G-四分体平面的四条链之间形成四个沟槽，同时引入了含有不同数目碱基、不同形式的loop。一定浓度的金属离子、小分子配体、分子拥挤等条件都可以诱导G-四链体形成。 c-MYC、VEGF、HIF-1α、RET、KRAS、BCL-2、c-KIT、PDGF-A和c-MYB等多个原癌基因的启动子能够形成G-四链体结构，并且抑制了基因表达，从而抑制肿瘤细胞增殖，促进细胞凋亡，减缓了肿瘤细胞侵袭和转移。由此可见，通过诱导启动子区域形成G-四链体结构可以抑制原癌基因的表达和影响肿瘤细胞的生物学行为。 原癌基因MET位于人类7号染色体长臂(7q31)，编码的蛋白产物Met是位于细胞膜上的肝细胞生长因子受体(Hepatocyte Growth Factor Receptor，HGFR)，具有酪氨酸激酶活性，即Met是一种受体酪氨酸激酶(Receptor Tyrosine Kinase，RTK)。研究表明，在肝癌、非小细胞肺癌、结直肠癌、胃癌、肾癌、神经胶质瘤等多种肿瘤中，MET基因呈持续高表达，并且临床病例研究证实Met受体过表达与肿瘤分化程度、肿瘤转移及术后生存时间相关。高表达的Met可以通过自身磷酸化的配体非依赖途径激活，进而活化PI-3K、ERK1/2、PLC-γ、 STATs、Src和Ras等重要信号通路，从而参与肿瘤的发生、增殖、分化、血管形成、侵袭和转移过程;另外，Met激酶活性还可被配体HGF(Hepatocyte Growth Factor)和其他HGF非依赖的受体激活，同时Met与其它多个膜受体交联，这种交联也能以信号放大的方式进一步促进肿瘤的增殖、分化、转移和侵袭。因此，Met已成为抗肿瘤转移治疗的一个候选靶点，尤其是对MET高表达的肿瘤具有显著的治疗效果。 MET基因启动予转录起始位点(Transcription Start Site，TSS)的近端区域(-91至-26bp)含有多个G岛(G3(GGG)重复序列），生物信息学预测G岛序列可能形成G-四链体结构。为了详细解析G-四链体结构形成条件、拓扑特点以及生物学功能，首先，我们对MET启动子G岛区域进行了包含不同相邻G岛的系列截短，应用CD光谱分析参与形成G-四链体结构的G岛序列，以及K+、Na+、Mg2+、Ca2+阳离子和G-四链体配体TMPyP4对G-四链体的诱导稳定作用，并根据CD光谱特征峰型表征G-四链体结构类型。CD光谱显示在近似体内的条件g3-1/g3-2/g3-3截短体形成了平行型G-四链体结构，截短体g3-4与met（即:MET启动子TSS近端区域-20至-95bp）形成了相似的混合型G-四链体结构;然后，采集UV紫外光谱在升温、降温过程中295nm的吸收光谱，分析了MET基因启动予截短体的热稳定性，其中截短体g3-4的升温与降温曲线基本拟合，计算Tm和Ta分别为47.07℃和48.52℃;再次，通过非变性聚丙烯酰胺凝胶EMSA电泳中核酸分子的迁移率变化推测是否形成结构更为紧密的单分子二级结构或者多分子结构。EMSA显示在140mM K+溶液中截短体g3-4的迁移率大于变性处理的单链g3-4分子，由此推测截短体g3-4形成了单分子二级结构，结合CD光谱和UV紫外光谱结果，说明MET基因启动子TSS近端富含G岛区域的g3-4序列形成了分子内混合型G-四链体结构。 为了分析MET启动子形成的G-四链体结构的生物学功能，首先利用聚合酶终止实验检测G-四链体的形成是否会抑制DNA聚合酶的活性，这是验证启动子形成G-四链体的有效方法之一。目前一种常规方法是利用DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶或klenow Fragment)代替RNA聚合酶进行体外实验来模拟细胞内RNA聚合酶的转录过程，进而推测G-四链体结构在细胞内对RNA聚合酶有同样的作用。在分别含有K+或者Na+扩增体系中，K+体系中Klenow Fragment的扩增效率与对照组或Na+组比较显著降低，说明K+可能通过稳定G-四链体结构阻滞了KlenowFragment的DNA聚合作用，据此推测在细胞内140mM K+环境中MET启动子形成的G-四链体结构可能同样阻滞RNA聚合酶活性。 上述实验在核酸分子水平证实了在140mM K+、pH7.4溶液（近似细胞内的环境）中MET基因启动子能够形成分子内混合型G-四链体结构，并且该结构能够抑制Klenow Fragment的DNA聚合作用。为了进一步验证细胞内基因组DNA中MET基因启动子能否形成G-四链体结构以及该结构能否抑制MET表达，将构建的系列截短MET启动子萤光素酶报告基因转染HepG2细胞后，G-四链体配体TMPyP4作用24～48小时，发现met-pGL4.10重组体报告基因表达下降，初步说明TMPyP4诱导MET启动子形成的G-四链体结构能够负性调控下游目的基因表达;然后，在HepG2、BGC823和U87肿瘤细胞系中证实了TMPyP4抑制了MET基因转录，并且下调Met蛋白表达水平。由于Met信号通路参与了肿瘤的增殖、转移和侵袭过程，所以通过细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期和细胞划痕实验分析Met蛋白水平下调对肿瘤细胞的生物学行为的影响，实验结果证明Met蛋白表达下调抑制了肿瘤细胞增殖、一定程度上促进了细胞凋亡、发生了G0/G1细胞周期阻滞，并且减缓了肿瘤细胞的迁移。 综合实验结果，MET启动子TSS近端富含G的区域能够形成分子内混合型G-四链体结构，并且配体TMPyP4能够诱导G-四链体结构，抑制MET基因转录，进而下调Met蛋白表达水平，抑制肿瘤细胞的增殖，促进肿瘤细胞凋亡，减缓肿瘤细胞迁移运动，从而达到抗肿瘤治疗的目的，因此，G-四链体结构成为了抗肿瘤治疗的候选靶点，为研究肿瘤治疗的新方法、新药物提供了新思路。