NDRG2基因对肝癌肿瘤干细胞生物学功能的影响及其相关分子机制的研究

肿瘤干细胞与肿瘤的复发、转移密切相关，但与非肿瘤干细胞相比，其特异性的信号转导网络仍不清楚。NDRG2是一个抑癌候选基因，同时作为Hif-1,P53和c-myc三个肿瘤干细胞相关基因的下游靶分子。初步研究发现Ndrg2在CD133+的肝癌肿瘤干细胞中低表达，相对于Ndrg2高表达CD133+干细胞群而言，体外培养的Ndrg2低表达CD133+肝癌干细胞群在细胞增殖、克隆形成、成瘤性等方面更强，强烈提示Ndrg2在肝癌肿瘤干细胞的发生、发展过程中可能发挥重要的作用。本项目的主要目标是明确Ndrg2在肝癌肿瘤干细胞群中的丰度，解析Ndrg2低表达的CD133+肝癌肿瘤干细胞群的相关肿瘤生物学特性及其与肿瘤复发、转移的关系，寻找Ndrg2基因的相互作用分子，最终为完善肝癌肿瘤干细胞及Ndrg2自身的相关信号转导通路做有益的补充，为降低肝癌的复发、转移提供新的靶点。

背景：原发性肝癌是一种常见而恶性度极高的肿瘤,以复发率高、死亡率高为特点。近些年来，肿瘤干细胞学说备受人们的关注，它们可能直接参与了肿瘤的复发和转移。肿瘤干细胞在肝癌发病过程中的作用逐渐别人们认识和报道，但其中的具体分子生物学机制仍不清楚。NDRG2 基因是一种新型的抑癌基因，研究报道它可同时作为HIF-1，P53和c-myc的下游分子，参与肿瘤的发生、发展过程。而HIF-1, P53和c-myc等都是目前公认的肿瘤干细胞相关基因，同时结合前期的部分实验基础，我们推测：Ndrg2表达水平的降低对肿瘤干细胞的“干性(或恶性程度)”具有促进作用，且与肿瘤的复发和转移密切相关。Ndrg2基因在肿瘤干细胞中独特的信号转导网络，将为降低肝癌的复发、转移提供新的治疗靶点。.研究内容：我们首先以不同的肝癌细胞系和临床肝癌组织为研究对象，比较了用不同干细胞表面标记分子分离出的肝癌干细胞和非肝癌干细胞内NDRG2基因在mRNA和蛋白水平的表达丰度的差异，明确NDRG2与肿瘤干细胞的关系；接着，通过一系列的体外实验，对CD133+Ndrg2 - / low、CD133+和CD133+Ndrg2high三群细胞之间的“干性”进行比较，研究NDRG2 基因发挥的作用；同时对NDRG2基因在肝癌肿瘤干细胞中的可能作用分子进行了初步的探索；最后，通过外源转染Ad-NDRG2的基因治疗方法，观察了未来NDRG2作为新型治疗方法的可行性和疗效。.研究结果：我们的研究发现，与非肝癌干细胞相比，肝癌干细胞内的NDRG2无论在mRNA水平还是蛋白水平，表达量都明显降低。通过对人为构建和分离出的三组细胞（CD133+, CD133+NDRG2low和CD133+NDRG2high）的比较发现，低表达NDRG2 基因的CD133+ 干细胞群在细胞增殖能力、细胞侵袭能力和化疗药物的抗性方面均明显优于CD133+ 和CD133+NDRG2high细胞群，证明了NDRG2与肝癌肿瘤干细胞的恶性程度密切相关。随后，我们进行的Ad-NDRG2基因治疗试验表明，外源表达NDRG2 可促进肝癌细胞系的凋亡和抑制动物模型中肿瘤的形成，其中，ERCC6基因参与了NDRG2相关的信号通路过程。.科学意义：我们的研究从新的信号通路方面诠释了肝癌肿瘤干细胞复发、转移的相关基因，为后续的靶向基因治疗奠定了重要的基础。