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目的探讨左旋肉碱(L-carnitine,LC)对前列腺癌(Prostate cancer,PCa)增殖和转移的影响及其分子机制。方法(1)利用数据库预测甲基化CpG结合蛋白2(methyl-CpG-binding protein 2,MBD2)与组蛋白去乙酰化酶1/2(histone deacetylases,HDAC1/2)在PCa组织及癌旁组织中的表达差异性,并通过生物信息学的方法预测MBD2与HDAC1、2之间的相互作用及相关性。收集PCa组织和癌旁组织,免疫组织化学法(IHC)检测各组织中MBD2、HDAC1/2和hepaCAM的表达,Spearman分析其相关性。(2)MBD2干扰质粒、HDAC抑制剂和编码hepaCAM基因的腺病毒载体(Ad-hepaCAM)处理PCa细胞后,Q-PCR和WB检测MBD2、HDAC1、HDAC2、Ac-H3K9和hepaCAM的表达。(3)四甲基偶氮唑盐法(MTT)检测LC对PCa细胞增殖的影响。不同浓度(0、4、8mM)LC处理PCa细胞72h后,划痕实验和Transwell法检测各组细胞迁移能力;克隆形成实验检测各组细胞克隆形成能力;Q-PCR和WB检测各组细胞中MBD2、HDAC1、HDAC2、乙酰化组蛋白H3赖氨酸9(Ac-H3K9)和hepaCAM的表达。(4)PC3细胞皮下注射裸鼠构建移植瘤,LC进行腹腔注射,每3天测定一次肿瘤体积,15天后对肿瘤组织进行Q-PCR和IHC,检测各组织中MBD2、HDAC1、HDAC2、hepaCAM的表达。结果(1)数据库预测发现MBD2与HDAC1/2之间存在紧密的相互作用,MBD2与HDAC1/2在PCa组织与正常组织中的表达具有差异性且表达量呈显著正相关性。IHC结果显示PCa组织中MBD2、HDAC1和HDAC2的表达均高于癌旁组织,hepaCAM表达低于癌旁组织(p<0.05);Spearman相关性分析结果显示MBD2、HDAC1/2与hepaCAM的表达呈负相关(MBD2:r=-0.680,p<0.05;HDAC1:r=-0.645,p<0.05;HDAC2:r=-0.641,p<0.05)。(2)MBD2干扰质粒处理PCa细胞后,MBD2、HDAC1和HDAC2的表达降低,Ac-H3K9和hepaCAM的表达增加(p<0.05);HDAC抑制剂处理PCa细胞后,MBD2、HDAC1和HDAC2的表达降低,Ac-H3K9和hepaCAM的表达增加(p<0.05);Ad-hepaCAM处理PCa细胞后,MBD2、HDAC1和HDAC2的表达无显著性差异(p>0.05)。(3)LC抑制PCa细胞生长且与药物作用浓度和作用时间呈正相关。不同浓度(0、4、8mM)的LC处理PCa细胞72h后,细胞迁移能力受到明显抑制,克隆形成能力显著降低(p<0.05);MBD2、HDAC1和HDAC2的表达降低,Ac-H3K9和hepaCAM的表达增加(p<0.05)。(4)LC经腹腔注射PCa裸鼠模型后,肿瘤体积减小,MBD2、HDAC1和HDAC2的表达降低,hepaCAM的表达增加(p<0.05)。结论LC可通过MBD2-HDAC1/2逆转hepaCAM的表达,抑制PCa细胞的增殖及迁移能力。