前列腺癌是美国男性最常见的恶性肿瘤,是导致男性因恶性肿瘤死亡的第二大因素。随着我国逐步进入老龄化社会,前列腺癌的发病率呈增高的趋势。前列腺癌转移具有明显的特征:骨是其转移的最常见靶器官。前列腺癌发生骨转移导致很多严重并发症,包括:病理性骨折、脊髓压迫、剧烈疼痛等。这些都严重影响患者生活质量。尽管应用抗雄激素治疗、放疗和化疗等手段,但前列腺癌的转移仍在大部分病例中发生。NDRG2是NDRG家族的重要成员,它是在人们研究神经系统疾病及神经系统肿瘤发现的。并且,随着对其研究的深入,发现在不同种类的肿瘤中,包括:肝癌、胰腺癌、甲状腺癌等,其表达水平是降低的。这些证据证明NDRG2可能发挥一种抑制肿瘤生长的作用。在最近的研究中发现,NDRG2表达的缺失与肝癌的恶性程度呈现明显的正相关;通过上调NDRG2的表达可以明显抑制肿瘤的转移。此外,NDRG2的氨基酸序列与同家族成员NDRG1有57%的同源序列;而NDRG1经研究发现其在结肠癌及前列腺癌的转移过程中发挥抑制作用。我们前期的研究发现,NDRG2蛋白在前列腺增生组织和前列腺癌组织中的表达存在显著性差异(P <0.05)。同时,我们选取前列腺癌细胞株PC-3、DU-145和LNCaP,运用Western-blot的方法,检测了NDRG2蛋白在这三种前列腺癌细胞株中的表达情况。结果显示:NDRG2在这三种前列腺癌细胞中的表达水平与正常前列腺上皮细胞相比明显降低。提示NDRG2在前列腺癌的形成和恶性演进中具有重要作用。为了探讨NDRG2在前列腺癌增殖、侵袭,尤其是骨转移中的机制,本实验选取了NDRG2表达明显降低的PC-3细胞。该细胞株是来源于一个前列腺癌骨转移的患者,是雄激素非依赖性的细胞。本研究通过增加NDRG2的表达水平,观察其对人前列腺癌细胞增殖和转移能力的影响。初步了解NDRG2在前列腺癌发生、发展中的作用。本研究包括以下两方面内容:1.腺病毒介导的NDRG2基因对前列腺癌细胞增殖及凋亡的影响我们以携带人NDRG2基因的腺病毒载体感染体外培养的PC-3细胞。采用Western-blot检测目的基因的表达,通过平板克隆实验和MTT实验,检测NDRG2对前列腺癌细胞增殖能力的影响;流式细胞仪检测感染前后前列腺癌细胞凋亡的情况;光镜观察细胞形态学的改变。结果显示:经携带NDRG2基因的腺病毒感染后,NDRG2蛋白表达水平明显提高。流式细胞术结果示Ad-NDRG2组细胞凋亡率明显高于对照组及Ad-LacZ组,差异显著(P<0.05)。MTT实验及平板克隆实验结果示NDRG2对前列腺癌细胞生长有明显抑制作用(P<0.05)。光镜下Ad-NDRG2感染的细胞与对照组及Ad-LacZ组相比生长状态明显变差、细胞变圆、边缘模糊。这些结果显示:NDRG2明显抑制前列腺癌细胞的增殖,促进其凋亡。2.NDRG2基因过表达对于前列腺癌细胞体内及体外侵袭和转移能力的影响我们以携带人NDRG2基因的腺病毒感染体外培养的PC-3细胞,采用Western-blot实验检测NDRG2、MMP-2、MMP-9蛋白表达的变化。Transwell实验及细胞划痕实验检测NDRG2对PC-3细胞体外迁移及转移能力的影响。以免疫组化法检测Ad-NDRG2感染后PC-3细胞中NDRG2在体内表达水平的变化。以HE染色、X线平片检测胫骨成瘤后骨破坏情况。结果发现Ad-NDRG2感染后,PC-3细胞中NDRG2表达水平明显增加,而MMP-2和MMP-9表达水平明显降低。Transwell实验显示Ad-NDRG2组穿入下室面的细胞数明显少于对照组及Ad-LacZ组(P <0.01)。细胞划痕实验结果显示Ad-NDRG2组细胞爬行距离短于对照组及Ad-LacZ组,差异有显著性(P <0.05)。免疫组化、HE染色及X线检查显示Ad-NDRG2组PC-3细胞胫骨成瘤后对裸鼠胫骨的骨破坏情况明显轻于对照组及Ad-LacZ组。本部分实验结果提示:提高NDRG2表达水平可以明显抑制前列腺癌细胞在体内及体外的侵袭及转移能力,特别是抑制前列腺癌的骨转移。综上所述,本研究首次阐述了NDRG2基因在前列腺癌细胞增殖、侵袭和转移中的初步机制。显示NDRG2可以抑制前列腺癌细胞的增殖和侵袭,促进其发生凋亡。特别是NDRG2可以抑制前列腺癌的骨转移及骨破坏。本研究初步观察了NDRG2在前列腺癌中发挥的作用,为前列腺癌机制的研究提供新的思路。