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结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)在世界范围内是最常见的恶性肿瘤之一。目前对CRC的主要治疗手段是通过外科手术切除原发肿瘤,并且辅以新辅助化疗、辅助化疗和放射治疗。尽管近年来医学界在CRC的早期诊断、根治术式、放射治疗和辅助化疗方面取得了一定的进展,但CRC的发病率和死亡率在近二十年来仍呈逐年上升的趋势,而且TNM分期III期和IV期的CRC病例的术后五年生存率仍较低。在CRC导致死亡的病例中,肿瘤进展导致的侵袭转移和术后复发是致死的主要原因。因此,明确CRC发生发展的分子机制对CRC的预后诊断、个体化治疗以及靶向治疗具有重要的理论和实际意义。N-myc downstream-regulated gene(NDRG)家族由NDRG1、NDRG2、NDRG3和NDRG4四个具备57%-65%氨基酸同源性的成员组成。其中的NDRG2基因是由我校生物化学与分子生物学教研室首先克隆得到并报道的新基因。前期的研究发现NDRG2作为癌基因Myc的下游调节基因,在多种人类恶性肿瘤如乳腺癌、肺癌、肝癌、胃癌、胶质瘤、甲状腺癌和血液系统恶性肿瘤中呈低表达,说明该基因极其有可能作为一个重要的抑癌基因参与肿瘤恶性生物学行为的调节。但是NDRG2在CRC中的表达模式、具体的细胞水平和分子水平功能以及相关的作用机制迄今为止仍未阐明。本研究为了阐明以上问题:1.首先利用RT-PCR初步检测了30例随机选取的临床CRC组织和配对正常组织中的NDRG2 mRNA表达水平。2.使用Real time PCR检测了226例临床CRC组织和配对正常组织中的NDRG2 mRNA表达水平,并使用统计学方法分析NDRG2 mRNA表达与临床病理资料以及病例预后的关系。3.使用western blot检测了86例随机选取的临床CRC组织和配对正常组织中的NDRG2蛋白表达水平。4.使用西京医院收集的260例临床CRC标本和天津市人民医院收集的681例临床CRC标本制成组织芯片,并收集详细的临床病理资料和预后随访资料。对组织芯片进行NDRG2免疫组织化学染色和结果判读,使用统计学方法分析大样本中NDRG2蛋白表达与临床病理资料和病例预后的关系。5.使用脂质体分别将pcDNA3.1-NDRG2和siRNA-NDRG2转染入SW620细胞内,使用Real time PCR鉴定NDRG2 mRNA水平的表达改变,使用western blot检测NDRG2蛋白水平的表达改变。将实验细胞分为pcDNA3.1-NDRG2组、siRNA-NDRG2组、空白对照组(未经转染的SW620细胞)和空载体对照组(脂质体转染pcDNA3.1空载体的SW620细胞)。使用MTT比色法和软琼脂克隆形成实验检测SW620细胞的生长情况,使用流式细胞仪分析细胞的周期和凋亡,使用transwell实验检测细胞的侵袭能力,使用裸鼠移植瘤实验观察细胞的体内成瘤能力。6.使用免疫组织化学染色方法分析CRC组织芯片中NF-κB通路主要信号分子p65的表达情况,并使用统计学方法分析临床标本中NDRG2与p65表达之间的关系。使用Real time PCR和western blot方法检测SW620细胞分别染入pcDNA3.1-NDRG2、siRNA-NDRG2后p65的表达情况。以上的研究发现:1.在使用RT-PCR检测的30例临床CRC组织和配对正常组织中,有12例CRC的NDRG2 mRNA表达量较配对正常组织相比降低50%以上,说明NDRG2 mRNA表达水平在CRC中有降低的趋势。2.使用Real time PCR检测的所有226例临床CRC组织和配对正常组织中,统计学分析发现NDRG2 mRNA的表达水平在CRC组织中明显降低,差异具有统计学意义(P<0.001)。而且NDRG2 mRNA的表达水平与CRC的分化程度(P<0.001)以及TNM分期密切相关(P<0.001)。3.在使用western blot检测的86例临床CRC组织和配对正常组织中,有52例CRC的NDRG2蛋白表达水平明显低于配对正常组织,趋势与mRNA水平检测结果一致。4.在使用免疫组织化学染色方法检测的组织芯片中,统计学分析发现CRC标本中的NDRG2蛋白表达水平与配对正常组织相比明显降低(P<0.001)。而且NDRG2蛋白表达水平与CRC的分化程度(P<0.001)以及TNM分期密切相关(P<0.001)。单因素和多因素生存分析发现NDRG2蛋白表达水平可以作为CRC的独立预后影响因素。5.Real time PCR和western blot证实了将pcDNA3.1-NDRG2和siRNA-NDRG2转染入SW620细胞后, NDRG2 mRNA和蛋白水平会分别升高和降低。MTT实验发现siRNA-NDRG2组SW620细胞生长明显加快而pcDNA3.1-NDRG2组细胞生长则受到明显抑制。软琼脂克隆形成实验发现siRNA-NDRG2组SW620细胞克隆形成数量明显增加而pcDNA3.1-NDRG2组细胞克隆形成数量则明显减少。流式细胞仪检测细胞周期发现pcDNA3.1-NDRG2组细胞发生了明显的G1期阻滞。流式细胞仪检测细胞凋亡发现siRNA-NDRG2组SW620细胞凋亡明显减少而pcDNA3.1-NDRG2组细胞凋亡则明显增加。transwell实验检测细胞的侵袭能力发现siRNA-NDRG2组SW620细胞侵袭能力明显增强而pcDNA3.1-NDRG2组细胞侵袭能力则明显减弱。裸鼠移植瘤实验发现siRNA-NDRG2组SW620细胞体内成瘤能力明显增强而pcDNA3.1-NDRG2组细胞体内成瘤能力明显下降。6.免疫组织化学染色方法分析CRC组织芯片中NDRG2和NF-κB通路主要信号分子p65的表达情况发现NDRG2与p65的蛋白表达水平在临床CRC标本中呈负相关。Real time PCR和western blot方法检测发现SW620细胞转染pcDNA3.1-NDRG2后p65的表达水平降低,而转入siRNA-NDRG2后SW620细胞中p65的表达则上升。以上的研究结果证明NDRG2的表达水平在CRC中呈下调表达状态,而且NDRG2的表达与CRC的分化程度和进展程度密切相关,还可以作为CRC病例的独立预后判断因素。在CRC中,NDRG2在细胞水平发挥着抑制肿瘤细胞增殖、阻遏细胞周期于G1期、促进细胞凋亡、抑制肿瘤细胞侵袭能力和抑制肿瘤细胞体内成瘤能力的作用。而且NDRG2可通过反馈抑制p65从而抑制NF-κB通路发挥其抑癌作用。